The 2D/1D method has become the mainstream of the direct transport calculation considering the balance of accuracy and efficiency. However, the 2D/1D method still suffers from stability issues. Recently, a quasi-3D method has been proposed with axial Legendre expansion. Analysis and comparison of the 2D/1D and quasi-3D method is conducted in theory from the equation derivation. Besides, the C5G7 benchmark, the KUCA benchmark and the macro BEAVRS benchmark are calculated to verify the theory comparisons of these two methods with the direct transport code SHARK. All results show that the quasi-3D method has better stability and accuracy than the 2D/1D method with worse efficiency and memory cost. It provides a new option for direct transport calculation with the quasi-3D method.
Ji Yong Kim;Seung Chang Yoo;Joo Hyung Seo;Ji Hyun Kim;In Cheol Bang
Nuclear Engineering and Technology
/
v.56
no.3
/
pp.1037-1051
/
2024
This paper presents the construction results and design of the UNIST Reactor Innovation platform for small modular reactors as a versatile testbed for exploring innovative technologies. The platform uses simulant fluids to simulate the thermal-hydraulic behavior of a reference small modular reactor design, allowing for cost-effective design modifications. Scaling analysis results for single and two-phase natural circulation flows are outlined based on the three-level scaling methodology. The platform's capability to simulate natural circulation behavior was validated through performance calculations using the 1-D system thermal-hydraulic code-based calculation. The strategies for evaluating cutting-edge technologies, such as the integration of a solid oxide electrolysis cell for hydrogen production into a small modular reactor, are presented. To overcome experimental limitations, the hardware-in-the-loop technique is proposed as an alternative, enabling real-time simulation of physical phenomena that cannot be implemented within the experimental facility's hardware. Overall, the proposed versatile innovation platform is expected to provide valuable insights for advancing research in the field of small modular reactors and nuclear-based hydrogen production.
Nuclear-related facilities can be detrimentally affected by ground vibrations due to the collapse of adjacent cooling towers in nuclear power plants. To reduce this hazard risk, a design-oriented acceleration response spectrum (ARS) was proposed to predict the dynamic responses of nuclear-related facilities subjected to ground vibrations. For this purpose, 20 computational cases were performed based on cooling tower-soil numerical models developed in previous studies. This resulted in about 2664 ground vibration records to build a basic database and five complementary databases with consideration of primary factors that influence ground vibrations. Afterwards, these databases were applied to generate the design-oriented ARS using a response spectrum analysis approach. The proposed design-oriented ARS covers a wide range of natural periods up to 6 s and consists of an ascending portion, a plateau, and two connected descending portions. Spectral parameters were formulated based on statistical analysis. The spectrum was verified by comparing the representative acceleration magnitudes obtained from the design-oriented ARS with those from computational cases using cooling tower-soil numerical models with reasonable consistency.
The concrete structures related to nuclear safety are threatened by accidental impact loadings, mainly including the low-velocity drop-weight impact (e.g., spent fuel cask and assembly, etc. with the velocity less than 20 m/s) and high-speed projectile impact (e.g., steel pipe, valve, turbine bucket, etc. with the velocity higher than 20 m/s), while the existing studies are still limited in the impact resistant design of nuclear power plant (NPP), especially the primary RC slab. This paper aims to propose the numerical simulation and theoretical approaches to assist the impact-resistant design of RC slab in NPP. Firstly, the continuous surface cap (CSC) model parameters for concrete with the compressive strength of 20-70 MPa are fully calibrated and verified, and the refined numerical simulation approach is proposed. Secondly, the two-degree freedom (TDOF) model with considering the mutual effect of flexural and shear resistance of RC slab are developed. Furthermore, based on the low-velocity drop hammer tests and high-speed soft/hard projectile impact tests on RC slabs, the adopted numerical simulation and TDOF model approaches are fully validated by the flexural and punching shear damage, deflection, and impact force time-histories of RC slabs. Finally, as for the two low-velocity impact scenarios, the design procedure of RC slab based on TDOF model is validated and recommended. Meanwhile, as for the four actual high-speed impact scenarios, the impact-resistant design specification in Chinese code NB/T 20012-2019 is evaluated, the over conservation of which is found, and the proposed numerical approach is recommended. The present work could beneficially guide the impact-resistant design and safety assessment of NPPs against the accidental impact loadings.
This study is established the data-centric design concept, which is the latest design technique, by analyzing existing study literature for its application on the nuclear power plant industry in Korea. This study investigated the data-centric design cases in the advanced companies and suggests a data-centric design integrated system framework by analyzing the major functions of the commercial 3D CAD system, which is globally used in the plant architect engineering. In order to apply the data-centric design integrated system framework to the nuclear power plant industry in Korea, the main functions of a nuclear power plant design information integrated system framework, which can manage the design products of each EPC step and the related information in integrated way, is suggested by analyzing the supplier design, field design process and field design drawings, which have close relation with the plant Architect Engineering (A/E). It is expected that the result of this study would contribute in the dramatic enhancement in the job efficiency of nuclear power plant design process in Korea.
Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
/
1998.05a
/
pp.19-26
/
1998
Nuclear design bases for System-Integrated Modular Advanced ReacTor(SMART) core are presented. Based on the proposed design bases, a SMART core loading pattern is constructed and its nuclear characteristics are studied. The proposed core loading pattern satisfies 3-year cycle length and soluble boron-free operation requirements at any time during the cycle
Because of the design and construction requirements, the nuclear structures need to maintain the structural integrity under both design state and extreme earthquake shaking. The base-isolation technology can significantly reduce the damages of structures under extreme earthquake events, and effectively protect the safeties of structures and internal equipment. This study proposes a base-isolation design for the AP1000 nuclear shield building on considering the performance requirements of the seismic isolation systems and devices of shield building. The seismic responses of isolated and nonisolated shield buildings subjected to design basis earthquake (DBE) shaking and beyond-design basis earthquake (BDBE) shaking are analyzed, and three different strategies for controlling the displacements subjected to BDBE shaking are performed. By comparing with nonisolated shield buildings, the floor acceleration spectra of isolated shield buildings, relative displacement, and base shear force are significantly reduced in high-frequency region. The results demonstrate that the base-isolation technology is an effective approach to maintain the structural integrity which subjected to both DBE and BDBE shaking. A displacement control design for isolation layers subjected to BDBE shaking, which adopts fluid dampers for controlling the horizontal displacement of isolation layer is developed. The effectiveness of this simple method is verified through numerical analysis.
The free-piston Stirling engine (FPSE) has been widely used in aerospace owing to its advantages of high efficiency, high reliability, and self-starting ability. In this paper, a 20-kW FPSE is proposed by analyzing the requirements of space nuclear power reactor. A code was developed based on an improved simple analysis method to evaluate the performance of the proposed FPSE. The code is benchmarked with experimental data, and the maximum relative error of the output power is 17.1%. Numerical results show that the output power is 21 kW, which satisfies the design requirements. The results show that: a) reducing the pressure shell's thickness can improve the output power significantly; b) the system efficiency increases with the wire porosity, while the growth of system efficiency decreases when the porosity is higher than 80%, and system efficiency exhibits a linear relationship with the temperatures of the cold and hot sides; c) the system efficiency increases with the compression ratio; the compression ratio increases by 16.7% while the system efficiency increases by 42%. This study can provide valuable theoretical support for the design and analysis of FPSEs for space nuclear power reactors.
Yunqin Wu;Youqi Zheng;Qichang Chen;Jinming Li;Xianan Du;Yongping Wang;Yushan Tao
Nuclear Engineering and Technology
/
v.56
no.3
/
pp.1116-1123
/
2024
-In recent years, unmanned underwater vehicles (UUV) have been vigorously developed, and with the continuous deepening of marine exploration, traditional energy can no longer meet the energy supply. Nuclear energy can achieve a huge and sustainable energy supply. The heat pipe reactor has no flow system and related auxiliary systems, and the supporting mechanical moving parts are greatly reduced, the noise is relatively small, and the system is simpler and more reliable. It is more favorable for the control of unmanned systems. The use of heat pipe reactors in unmanned underwater vehicles can meet the needs for highly compact, long-life, unmanned, highly reliable, ultra-quiet power supplies. In this paper, a heat pipe reactor scheme named UPR-S that can be applied to unmanned underwater vehicles is designed. The reactor core can provide 1 MW of thermal power, and it can operate at full power for 5 years. UPR-S has negative reactive feedback, it has inherent safety. The temperature and stress of the reactor are within the limits of the material, and the core safety can still be guaranteed when the two heat pipes are failed.
The burnup equation of nuclides is one of the most equations in nuclear reactor physics, which is generally coupled with transport calculations. The burnup equation describes the variation of the nuclides with time. Because of its very stiffness and the need for large time step, this equation is solved by special methods, for example transmutation trajectory analysis (TTA) or the matrix exponential methods where the matrix exponential is approximated by CRAM. However, TTA or CRAM functions well when the flux is constant. In this work, a new method is proposed when the flux changes. It's an improved method compared to TTA or CRAM. Furtherly, this new method is based on TTA or CRAM, and it is more accurate than them. The accuracy and efficiency of this method are investigated. Several cases are used and the results show the accuracy and efficiency of this method are great.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.