• 한국전산구조공학회논문집
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• 제34권3호
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• pp.167-174
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• 2021

최근 국내 원자력발전소의 격납건물 벽체와 Containment Liner Plate(CLP) 사이에서 다양한 크기의 공극이 발견됨에 따라 원전 격납건물의 보수를 위해 내부 공극의 분포와 크기를 정밀하게 평가할 수 있는 진단기법의 개발이 요구되고 있다. 이에 따라 이 연구에서는 격납건물 벽체에서의 탄성파 전파거동을 계산하는 2차원 유한요소해석 기법을 제시한다. 격납건물 벽체를 기반으로 해석영역을 구성하고 경계면에서의 반사파를 제거하기 위해 수치적 파동흡수 경계층인 perfectly matched layer를 도입하였다. Galerkin 기반 혼합유한요소법을 이용해 2차원 유한영역에서 탄성파 파동방정식의 해를 구하여 충격하중에 대한 격납건물 벽체의 변위와 응력을 계산하였다. 제시한 수치적 기법을 이용하여 격납건물 콘크리트 벽체의 CLP 부착 유무와 공동의 위치 및 크기 변화에 따른 탄성파 전파거동을 살펴보았다. 이 연구의 결과는 원전 격납건물 내부의 공동을 진단하는 탄성파 전체파형 역해석 기법 개발에 활용될 수 있다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권11호
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• pp.1499-1506
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• 2011

초고온가스로로부터 생성된 $950^{\circ}C$ 정도의 초고온 열을 이용하여 수소를 경제적이며 또한 대량으로 생산하려는 원자력수소생산시스템에서 중간열교환기는 원자로에서 생산된 초고온 열을 수소생산 공장으로 전달하는 핵심 기기중의 하나이다. 한국원자력연구원에서는 초고온가스로에 사용될 핵심 기기에 대한 성능시험을 위해 소형가스루프를 구축하였고 중간열교환기의 유력한 형태로 고려되고 있는 인쇄기판형 열교환기의 소형 시제품을 제작하였다. 본 연구는 인쇄기판형 열교환기 소형 시제품을 소형가스루프에서 시험하기 전에 루프 시험조건하에서 인쇄기판형 열교환기 소형 시제품의 고온 구조건전성을 미리 평가하기 위한 작업의 일환으로 수행한 결과, 즉 고온 구조해석 모델링, 거시적 열 해석 및 구조 해석 결과 등을 정리한 것이다. 해석 결과는 인쇄기판형 열교환기 소형 시제품 성능시험결과외 비교하고 향후 제작될 중형 시제품 설계/제작에 반영할 것이다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제5권1호
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• pp.55-64
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• 1973

압축변형시킨 순천(0.007% 탄소포함)을 8$0^{\circ}C$이하에서 저온열처리(ageing)한 후, 열처리시간에 따라 증가하는 저항복점(lower yield point)의 변화를 압축시험으로 측정하여 그 strain ageing 효과를 조사했다. 본 실험에서 압축변형된 순철의 strain ageing 속도는 저항복응력의 증가가 그치고 중가의 60% 정도에 이를 때까지 열처리시간의 2/3승에 비례했으나, 이미 알려진 인장변형의 경우에서보다 느렸다. 이 60%의 증가는 순철을 6$0^{\circ}C$에서 약 5시간 열처리함으로써 얻었다. 압축변형된 순철의 strain ageing을 위한 활성화에너지는 열처리의 초기단계(6$0^{\circ}C$에서 약 30분)에서 21,500 cal/mole이었는데, 이것은 인장변형의 경우에서 알려진 것보다 대략 10%가 큰 값이다. 이 증가는 잔유응력에 의해 결정내에 형성되는 strain field로 설명되었다. 열처리공정의 둘깨단계(6$0^{\circ}C$에서 약 5시간까지 계속되는)에서는 그 활성화에너지가 다소 감소되는 경향이 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제24권11호
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• pp.1447-1456
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• 2000

Simulated experiments of high pressure melt ejection(HPME) are performed to measure the released fraction of corium simulant from the French type PWR cavity. The experiments are carried out on a 1/20th linear scaled model of the Ulchin 1&2 cavity. Water or woods metal and nitrogen is used as simulant of molten corium and steam, respectively. Experimental parameters are water mass, annulus area and breach size. It is shown that only breach size effects is very important while the mass and the annulus area do not affect the released fraction. It is found that the liquid film transport is much more dominant mechanism than the entrainment droplet transport, especially in linear scale down simulated HPME experiment.

• 대한기계학회논문집A
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• 제31권9호
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• pp.903-909
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• 2007

A fatigue capsule is one of the special capsules to investigate the fatigue characteristics of the nuclear materials during an irradiation test in a research reactor, HANARO. In this study, the performance test and the preliminary fatigue test results by using a cyclic load device newly developed for a fatigue capsule are described. In order to obtain the characteristics such as a realization and a controllability of the periodic wave shape and the relationship between the pressure and the load, a spring and rigid bar specimens are used. The fatigue test for the 316L stainless steel specimen with 1.8mm in diameter and 12.5mm in gage length is also performed under the same conditions as the temperature($550^{\circ}C$) of the specimen during irradiation tests. As a result of the test, the fracture of the specimen occurs at a total of 70,120 cycles(about 12 days), and the displacement in this case is 2.02 mm. It is expected that these results will be used for determining test conditions and a comparison of the in-pile fatigue test results.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제13권2호
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• pp.78-87
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• 1988

원전 사고시 (또는 원자력 발전소 사고시) 환경영향 평가에 중요하게 고려해야 될 핵종을 도출 제시하기 위해 WASH-1400에서 중요하게 고려하고 있는 25원소 54핵종의 노심재고량을 ORIGEN2 코드로써 계산한 후 환경으로 동일비율로 방출된다고 가정하여 급성피폭시 초기효과에 중요한 장기인 소화관, 골수, 갑상선, 허파에 대해 각 핵종에 의한 피폭선량을 평가함으로써 각각의 핵종이 초기효과에 미치는 상대적 중요도를 산출하였다. 그 결과 각 장기에 대한 초기효과에 상대적으로 중요하게 나타난 원소들은 소화관에 대해서는 Np, Ce, Ru, Y, Zr의 순으로, 골수에 대해서는 Np, I, La, Sr, Ba의 순으로, 갑상선에 대해서는 I, Te으로 요오드외원소들의 상대적중요도는 극히 미미하였고, 허파에 대해서는 Cm, Ce, Ru, Pu, Zr순으로 나타났다. 따라서 기존의 환경영향 평가시 갑상선과 전신 피폭선량에 고려되고 있는 요오드 원소와 불활성기체 외에도 원전사고 후 충분한 양이 방출될 때 인근 주민의 장기에 대한 초기효과에 크게 영향을 미치는 핵종이 많으며 이들 핵종들은 선원항 평가시 또는 사고시의 환경영향 평가시에 비중을 두고 고려해야 할 것이다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제22권1호
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• pp.12-19
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• 1990

1981년 6월 9일 고리 1호기 원자력발전소에서 발생한 외부 전원 상실사고 자료를 근거로 RELAP5/MOD2코드모델 평가를 하였다. 계산된 주요 열ㆍ수력학 변수를 실측자료와 비교 분석하였으며 증기발생기의 Nodalization 민감도 분석이 수행되었다. 계산된 열ㆍ수력학 변수는 실측치와 비교적 잘 일치하고 있으며, 이러한 유형의 사고 분석에 RELAP5/MOD2가 적합하다는 것을 보였다. 그러나 가압기 압력과 수위변동에서는 상당한 차이를 보였으며 높게 계산되었다. 이러한 사실은 RELAP5의 수직관에서의 층류 열전달 모델에 기인하는 것으로 해당모델의 개선을 요하고 있다는 것을 알았다. 그리고 증기발생기의 Nodalization 연구를 통하여 수위변동을 잘 예측하기 1위해서는 증기발생기 증기 Dome와 Downcomer사이에 압력을 전달시켜주는 유로를 모델링 하여야 한다는 것을 알았다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제42권6호
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• pp.662-669
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• 2010

To develop the manufacturing methods for the blanket first wall (FW) of the International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER) and to verify the integrity of the joint, Be/Cu mockups were fabricated and tested at the KoHLT-1 (Korea Heat Load Test facility), a graphite heater facility located at the Korea Atomic Energy Research Institute (KAERI). Since Be and Cu joining is the focus of the present study, the fabricated mockups had a CuCrZr heat sink joined with three Be tiles as an armor material, unlike the original ITER blanket FW, which has a stainless steel structure and coolant tubes. Hot isostatic pressing (HIP) was carried out at $580^{\circ}C$ and 100 MPa for 2 hours as the method for Be/Cu joining. Three interlayers, namely, $1{\mu}mCr/10{\mu}mCu$, $1{\mu}mTi/0.5{\mu}mCr/10{\mu}mCu$, and $5{\mu}mTi/10{\mu}mCu$ were applied as a coating to the Be tiles by a physical vapor deposition (PVD) method. A shear test was performed with the specimens, which were fabricated by the same methods as those used to fabricate the mockups. The average values were 125 MPa to 180 MPa, and the samples with the $1{\mu}mCr/10{\mu}mCu$ interlayer showed the lowest value. No defect or delamination was found in the joints of the mockups by the developed ultrasonic test using a flat-type probe with a 10 MHz frequency and a 0.25 inch diameter. High heat flux (HHF) tests were performed at $1.0\;MW/m^2$ heat flux for each mockup using the given conditions, and the results were analyzed by ANSYS-CFX code. For the test criteria, an expected fatigue lifetime about 1,000 cycles was obtained by analysis with ANSYS-mechanical code. Mockups using the interlayers of $1{\mu}mTi/0.5{\mu}mCr/10{\mu}mCu$ and $5{\mu}mTi/10{\mu}mCu$ survived up to 1,100 cycles over the required number of cycles. However, one of the Be tiles in the other two mockups using the $1{\mu}mCr/10{\mu}mCu$ interlayer was detached during the screening test, and others were detached by discharge after 862 cycles. The integrity of the joints using the proposed interlayers was proven by the HHF test, but the other interlayer requires more study before it can be used for the joining of Be to Cu. Moreover, it was confirmed that the measured temperatures agreed well with the analysis temperatures, which were used to estimate the lifetime and that the developed facility showed its capability of the long time operation.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제32권4호
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• pp.395-409
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• 2000

Parametric studies were performed to assess the sensitivity in determining the maximum in-vessel heat removal capability from the core material relocated into the lower plenum of the reactor pressure vessel (RPV）during a core melt accident. A fraction of the sensible heat can be removed during the molten jet delivery from the core to the lower plenum, while the remaining sensible heat and the decay heat can be transported by rather complex mechanisms of the counter-current flow limitation (CCFL) and the critical heat flux (CHF）through the irregular, hemispherical gap that may be formed between the freezing oxidic debris and the overheated metallic RPV wall. It is shown that under the pressurized condition of 10MPa with the sensible heat loss being 50% for the reactors considered in this study, i.e. TMI-2, KORI-2 like, YGN-3&4 like and KNGR like reactors, the heat removal through the gap cooling mechanism was capable of ensuring the RPV integrity as much as 30% to 40% of the total core mass was relocated to the lower plenum. The sensitivity analysis indicated that the cooling rate of debris coupled with the sensible heat loss was a significant factor The newly proposed heat removal capability map (HRCM) clearly displays the critical factors in estimating the maximum heat removal from the debris in the lower plenum. This map can be used as a first-principle engineering tool to assess the RPV thermal integrity during a core melt accident. The predictive model also provided ith a reasonable explanation for the non-failure of the test vessel in the LAVA experiments performed at the Korea Atomic Energy Research Institute (KAERI), which apparently indicated a cooling effect of water ingression through the debris-to-vessel gap and the intra-debris pores and crevices.

• Journal of Mechanical Science and Technology
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• 제17권9호
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• pp.1380-1387
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• 2003

When a cold HPSI (High pressure Safety Injection) fluid associated with an overcooling transient, such as SGTR (Steam Generator Tube Rupture), MSLB (Main Steam Line Break) etc., enters the cold legs of a stagnated primary coolant loop, thermal stratification phenomena will arise due to incomplete mixing. If the stratified flow enters the downcomer of the reactor pressure vessel, severe thermal stresses are created in a radiation embrittled vessel wall by local overcooling. As general thermal-hydraulic system analysis codes cannot properly predict the thermal stratification phenomena, RG 1.154 requires that a detailed thermal-mixing analysis of PTS (pressurized Thermal Shock) evaluation be performed. Also. previous PTS studies have assumed that the thermal stratification phenomena generated in the stagnated loop side of a partially stagnated primary coolant loop are neutralized in the vessel downcomer by the strong flow from the unstagnated loop. On the basis of these reasons, this paper focuses on the development of a 3-dimensional thermal-mixing analysis model using PHOENICS code which can be applied to both partial and total loop stagnated cases. In addition, this paper verifies the fact that, for partial loop stagnated cases, the cold plume generated in the vessel downcomer due to the thermal stratification phenomena of the stagnated loop is almost neutralized by the strong flow of the unstagnated loop but is not fully eliminated.