• 제목/요약/키워드: Spent Fuel Storage Rack

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Performance evaluation of METAMIC neutron absorber in spent fuel storage rack

  • Kim, Kiyoung;Chung, Sunghwan;Hong, Junhee
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제50권5호
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    • pp.788-793
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    • 2018
  • High-density spent fuel (SF) storage racks have been installed to increase SF pool capacity. In these SF racks, neutron absorber materials were placed between fuel assemblies allowing the storage of fuel assemblies in close proximity to one another. The purpose of the neutron absorber materials is to preclude neutronic coupling between adjacent fuel assemblies and to maintain the fuel in a subcritical storage condition. METAMIC neutron absorber has been used in high-density storage racks. But, neutron absorber materials can be subject to severe conditions including long-term exposure to gamma radiation and neutron radiation. Recently, some of them have experienced degradation, such as white spots on the surface. Under these conditions, the material must continue to serve its intended function of absorbing neutrons. For the first time in Korea, this article uses a neutron attenuation test to examine the performance of METAMIC surveillance coupons. Also, scanning electron microscope analysis was carried out to verify the white spots that were detected on the surface of METAMIC. In the neutron attenuation test, there was no significant sign of boron loss in most of the METAMIC coupons, but the coupon with white spots had relatively less B-10 content than the others. In the scanning electron microscope analysis, corrosion material was detected in all METAMIC coupons. Especially, it was confirmed that the coupon with white spots contains much more corrosion material than the others.

조밀화 집합체로 중간저장하는 경우 원자력 발전소 9, 10호기의 사용 후 핵연료 저장조의 임계분석 (The Criticality Analysis of Spent Fuel Pool with Consolidated Fuel in KNU 9 & 10)

  • Jae, Moo-Sung;Park, Goon-Cherl;Chung, Chang-Hyun;Jang, Jong-Hwa
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제20권1호
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    • pp.27-34
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    • 1988
  • 1990년 중반에는 우리나라 모든 원자력 발전소의 사용 후 핵연료 저장조의 용량부족이 예견된다. 따라서 조밀화 집합체로 저장하는 MDR 방법을 가장 저장용량이 적은 9, 10호기 원전의 저장용량을 확장시키는데 적용하고자 하였다. 이러한 방법을 채택할 때 9,10원전의 사용후 핵연료 저장조의 안전성을 확인하기 위해 격자 간격과 저장통 두께를 변화시키면서 중성자 증배계수를 AMPX-KENO IV코드로 계산하였다. 그리고 이 전산체제를 검증하기 위해 1981년 B & W에서 실시한 임계실험에 대하여 검증계산을 수행하였다. 또한 가상사고로써 malposition사고도 모사하였다. 그 결과, 원전 9, 10호기의 핵연료 조밀화 저장법은 안전하며, 설비 및 냉각공간을 고려하여 9/3 노심분을 27/3 노심분의 저장 용량으로 확장할 수 있을 것이다.

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기사용 핵연료 저장조에 대한 열수력 해석 및 관련 인자의 영향 평가 (Thermal-Hydraulic Analysis and Parametric Study on the Spent Fuel Pool Storage)

  • Lee, Kye-Bock;Nam, Ki-Il;Park, Jong-Ryul;Lee, Sang-Keun
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제26권1호
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    • pp.19-31
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    • 1994
  • 기사용 핵연료 저장조에 대한 열수력 해석과 관련된 인자들이 열수력 해석에 미치는 영향에 대한 분석을 수행하였다. 기사용 핵연료에서 발생하는 붕괴열(decay heat)을 제거하기 위해 일어나는 자연 순환(natural circulation)현상을 모사하기 위해 단순화된 유동망(simplified flow network)해석 모델을 사용하였다. 기사용 핵연료 저장조의 각 셀에 저장되는 연료 집합체에서 발생하는 붕괴열을 제거하기 위해 흐르는 유량의 압력 손실량이 자연순환을 일으키는 밀도차이에 의해 생성되는 구동력(driving force)과 평형을 이루는 관계를 이용하여 지배 방정식을 유도하였다. 그러나 유량, 저항 계수, 붕괴열, 밀도 등의 변수들이 서로 종속 관계를 갖기 때문에 반복 계산을 통해 해를 얻게 된다. 본 해석을 적용한 영광 3, 4호기의 경우, 12채널을 고려하였고 사용되는 입력 (저항 계수, 붕괴열)을 보수적으로 결정하였다. 본 연구를 통해 영광 3, 4호기 기사용 핵연료 저장조의 열수력 특성을 구하였다. 또한 유동로를 따라 형성되는 유동 저항중에 기하학적 요인에 의한 압력 손실은, 기사용 핵연료 저장조의 경우 압력 용기내의 유동과 달리 천이 영역(transition region)이 존재하게 되므로 Reynolds수에 민감한 것을 알 수 있다. 간극 유동은 조밀화된 연료 집합체 (consolidated fuel assembly)가 아닌 경우 무시할 수 있었다.

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Criticality effect according to axial burnup profiles in PWR burnup credit analysis

  • Kim, Kiyoung;Hong, Junhee
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제51권6호
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    • pp.1708-1714
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    • 2019
  • The purpose of the critical evaluation of the spent fuel pool (SFP) is to verify that the maximum effective multiplication factor ($K_{eff}$) is less than the critical safety limit at 100% stored condition of the spent fuel with the maximum reactivity. At nuclear power plants, the storage standard of spent fuel, ie, the loading curve, is established to prevent criticality from being generated in SFP. Here, the loading curve refers to a graph showing the minimum discharged burnup versus the initial enrichment of spent fuel. Recently, US NRC proposed the new critical safety assessment guideline (DSS-ISG-2010-01, Revision 0) of PWR SFPs and most of utilities in US is following it. Of course, the licensed criterion of the maximum effective multiplication factor of SFP remains unchanged and it should be less than 0.95 from the 95% probability and the 95% confidence level. However, the new guideline is including the new evaluation methodologies like the application of the axial burnup profile, the validation of depletion and criticality code, and trend analysis. Among the new evaluation methodologies, the most important factor that affects $K_{eff}$ is the axial burnup profile of spent fuel. US NRC recommends to consider the axial burnup profiles presented in NUREG-6801 in criticality analysis. In this paper, criticality effect was evaluated considering three profiles, respectively: i) Axial burnup profiles presented in NUREG-6801. ii) Representative PWR axial burnup profile. iii) Uniform axial burnup profile. As the result, the case applying the axial burnup profiles presented in NUREG-6801 showed the highest $K_{eff}$ among three cases. Therefore, we need to introduce a new methodology because it can be issued if the axial burnup profiles presented in NUREG/CR-6801 are applied to the domestic nuclear power plants without any other consideration.