• Nuclear Engineering and Technology
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• 제52권7호
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• pp.1396-1408
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• 2020

Filtered containment venting system (FCVS) is one of the severe accident mitigation systems designed to release containment pressurization to maintain its integrity. The thermal-hydraulic behaviors in FCVSs are important since they affect the operation characteristics of the FCVS. In this study, a representative FCVS was modeled by RELAP5/Mod3.3 code, and the Station BlackOut (SBO) was chosen as an accident scenario. The thermal-hydraulic behaviors of an FCVS during long-term operation with two venting strategies (open-and-close strategy, open-and-non-close strategy) and the sensitivity analysis of important parameters were investigated. The results show that the FCVS can operate up to 250 h with a periodic open-and-close strategy during an SBO. Under the combined effects of steam condensation and water evaporation, the solution inventory in the FCVS increases during the venting phase and decreases during the intermission phase, showing a periodic pattern. Under this condition, the appropriate initial water level is 3-4 m; however, it should be adjusted according to the environment temperature. The FCVS can accommodate a decay heat power of 150-260 kW and may need to feed water for a higher decay heat power or drain water for a lower decay heat power during the late phase. The FCVS can function within an opening pressure range from 450 kPa to 500 kPa and a closing pressure range between 250 kPa and 350 kPa. When the open-and-non-close strategy is adopted, the solution inventory increases quickly in the early venting phase due to steam condensation and then decreases gradually due to the evaporation of water; drying-up may occur in the late venting phase. Decreasing the venting pipe diameter and increasing the initial water level can mitigate the evaporation of the scrubbing solution. These results are expected to provide useful references for the design and engineering application of FCVSs.

• 터널과지하공간
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• 제31권6호
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• pp.400-414
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• 2021

고준위방사성폐기물 처분장에서 벤토나이트는 공학적방벽재로서 주로 사용되어지는 재료로서 열-수리-역학-화학적 복합적 거동을 겪게 된다. 본 보고에서는 이러한 벤토나이트에 대한 X선 단층촬영 기반의 분석 및 특성화와 관련된 최근 연구 및 기술동향을 고찰하였다. X선 단층촬영 기반 벤토나이트의 평가는 분말형태와 펠렛형태에 대해 적용된 내용을 다루었다. X선 이미징을 통해 마이크로스케일에서 입자의 정보를 추출할 수 있으며 벤토나이트의 불균질성을 야기할 수 있는 펠렛 내부의 균열을 검출할 수 있다. 수화조건하에서 분말과 펠렛이 혼합된 벤토나이트에 대한 X선 분석을 통해 실험과정에서 발생하는 불균질 영역을 특정하고 모니터링이 가능하다. 펠렛으로만 구성된 벤토나이트가 펠렛과 파우더의 혼합으로 이루어진 벤토나이트보다 더 빨리 팽윤되는 특성이 보고되기도 하였다. 벤토나이트의 입자와 블록에 존재하는 작은 균열들이 건조-수화 조건하에서 각각 균열의 닫힘과 열림이 발생하는 것도 확인되었다. 전문 소프트웨어를 이용하여 시공간 단층 이미지로부터 변형률분포를 추출한 경우도 있었다. 최근의 연구들에서는 X선 단층촬영 기술을 이용하여 시간경과에 따른 벤토나이트의 건조밀도, 함수비, 입자의 이동 등을 평가하기도 하였다. 또한, 수화과정에 온도 조건을 고려하여 시간에 따른 재료의 전체 밀도 및 국부적 밀도 변화를 관찰하는 연구도 진행되고 있다.