• Nuclear Engineering and Technology
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• 제51권5호
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• pp.1345-1354
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• 2019

Clogging of sump strainers that filter the recirculation water in containment after a loss-of-coolant accident (LOCA) seriously impedes the continued cooling of nuclear reactor cores. In experiments examining the corrosion of aluminium alloy 6061, a common material in containment equipment, in borated solutions simulating the water chemistry of sump water after a LOCA, we found that Fe-bearing intermetallic particles, which were initially buried in the Al matrix, were progressively exposed as corrosion continued. Their cathodic nature $vis-{\grave{a}}-vis$ the Al matrix provoked continuous trenching around them until they were finally released into the test solution. Such particles released from Al alloy components in a reactor containment after a LOCA will be transported to the sump entrance with the recirculation flow and trapped by the debris bed that typically forms on the strainer surface, potentially aggravating strainer clogging. These Fe-bearing intermetallic particles, many of which had a rod or thin strip-like geometry, were identified to be mainly the cubic phase ${\alpha}_c-Al(Fe,Mn)Si$ with an average size of about $2.15{\mu}m$; 11.5 g of particles with a volume of about $3.2cm^3$ would be released with the dissolution of every 1 kg 6061 aluminium alloy.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제45권3호
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• pp.295-310
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• 2013

Industry- or regulatory-sponsored research activities on the resolution of Generic Safety Issue (GSI)-191 were reviewed, especially on the chemical effects. Potential chemical effects on the head loss across the debris-loaded sump strainer under a post-accident condition were experimentally evidenced by small-scale bench tests, integrated chemical effects test (ICET), and vertical loop head loss tests. Three main chemical precipitates were identified by WCAP-16530-NP: calcium phosphate, aluminum oxyhydroxide, and sodium aluminum silicate. The former two precipitates were also identified as major chemical precipitates by the ICETs. The assumption that all released calcium would form precipitates is reasonable. CalSil insulation needs to be minimized especially in a plant using trisodium phosphate buffer. The assumption that all released aluminum would form precipitates appears highly conservative because ICETs and other studies suggest substantial solubility of aluminum at high temperature and inhibition of aluminum corrosion by silicate or phosphate. The industry-proposed chemical surrogates are quite effective in increasing the head loss across the debris-loaded bed and more effective than the prototypical aluminum hydroxide precipitates generated by in-situ aluminum corrosion. There appears to be some unresolved potential issues related to GSI-191 chemical effects as identified in NUREG/CR-6988. The United States Nuclear Regulatory Commission, however, concluded that the implications of these issues are either not generically significant or are appropriately addressed, although several issues associated with downstream in-vessel effects remain.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권11호
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• pp.3260-3268
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• 2009

냉각재상실사고이후 원전의 원자로건물집수조 여과기에서 화학적 영향을 고려한 수두손실을 종합적으로 평가하기 위한 시험장치를 개발하였다. 시험장치에서 원자로건물집수조와 시험장치에서 물 부피에 대한 여과기 면적의 비가 일치하도록 시험조건을 설정하고 시험을 수행하였다. TSP pH 조절제 조건에서 칼슘실리케이트는 시험 초기에 수두손실을 급격히 상승시켰기 때문에 원자로건물에서 모든 칼슘실리케이트를 제거하여야 함을 확인하였다. 비상노심냉각계통 살수지속시간의 차이에 따른 시험결과는 장기살수조건이 단기살수조건에 비해 12배 정도 높은 수두손실을 보였다. 살수조건 시험결과를 화학적 영향이 없는 수두손실과 비교하면 단기살수와 장기살수의 각 조건에서 5.6배 및 60.8배 수두손실이 증가하는 결과를 보였다. 화학적 영향은 재순환수에 노출된 물질의 양에 따라 초기의 일정기간 동안 알루미늄 및 아연도금 판의 부식에 의해 급격히 증가하고 이들이 부동피막을 형성한 이후에는 NUKONTM 및 콘크리트 등에서 침출된 화학종의 침전에 기인하여 증가율이 감소하는 경향을 보였다. 실험결과는 TSP에 의한 알루미늄의 부동피막 형성이 살수시간이 길어지고 알루미늄의 양이 많을 경우 효과적이지 않다는 것을 보였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권12호
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• pp.3748-3754
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• 2009

원자력발전소에서 냉각재상실사고이후 원자로건물집수조 여과기에서 화학적 영향에 의한 수두손실 변화를 관찰하기 위하여 시험장치에서 단기살수조건, 장기살수조건, 및 화학적 영향을 주는 물질이 없는 조건에 대해 30일 동안 종합적인 수두손실 시험을 수행하였다. 시험결과는 수두손실이 살수조건에 따라 노출된 화학적 영향을 주는 물질의 양에 크게 의존함을 보였다. 시험종료후 수거된 침전물의 XRD 분석은 침전물이 주로 인산화합물임을 보였다. 수두손실과 용해된 화학종의 비교결과는 화학적 영향을 주는 물질 중에서 Al과 Zn의 부식이 시험 초기에 높은 수두 손실 증가율의 원인이 됨을 보였다. 금속 시편에 부동피막이 형성된 이후에 수두손실 증가율은 감소하지만 지속적으로 수두손실이 증가하는 현상은 NUKON 및 콘크리트에서 침출반응에 의해 발생하는 Si, Mg, 및 Ca이 침전물을 형성하는 반응에 기인함을 보였다.