• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제55권12호
• /
• pp.4477-4490
• /
• 2023

Fuel locking mechanisms (FLMs) are essential in upward-flow research reactors to prevent accidental fuel separation from the core during reactor operation. This study presents a novel design concept for a remotely controlled plate-type nuclear fuel locking mechanism. By employing electromagnetic field analysis, we optimized the design of the electromagnet for fuel unlocking, allowing the FLM to adapt to various research reactor core designs, minimizing installation space, and reducing maintenance efforts. Computational flow analysis quantified the drag acting on the fuel assembly caused by coolant upflow. Subsequently, we performed finite element analysis and evaluated the structural integrity of the FLM based on the ASME boiler and pressure vessel (B&PV) code, considering design loads such as dead weight and flow drag. Our findings confirm that the new FLM design provides sufficient margins to withstand the specified loads. We fabricated a prototype comprising the driving part, a simplified moving part, and a dummy fuel assembly. Through basic operational tests on the assembled components, we verified that the manufactured products meet the performance requirements. This remote-controlled micro locking mechanism holds promise in enhancing the safety and efficiency of plate-type nuclear fuel operation in upflow research reactors.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제37권10호
• /
• pp.1291-1296
• /
• 2013

위험도 평가 기술은 주로 플랜트의 많은 운영설비 중 대형사고나 피해를 유발할 수 있는 위험설비를 선별하는 목적으로 개발되었다. 설비의 위험도를 평가하여 위험도의 크기에 따라 순위를 정하고 이 순위를 기준으로 정비자원을 투입하는 순서나 정비작업의 시급성을 판단한다. 위험도란 고장이 발생할 확률과 고장이 발생할 경우에 수반되는 파손피해의 곱으로 정의된다. 위험도 평가방법으로는 간단한 손상 및 고장 평가기법을 이용하여 기본적인 고장확률 데이터를 확보하고 정성적인 문진을 통해 이를 보완하는 준 정량적 방법이 많이 사용되고 있다. 본 논문에서는 준 정략적 평가를 이용하여 석탄화력발전소의 보일러설비에 대한 위험도 평가를 수행하고 이를 기반으로 설비 별차기 정비주기를 선정하였다.

• 한국화재소방학회논문지
• /
• 제27권5호
• /
• pp.38-43
• /
• 2013

보일러실이나 세탁소, 또는 음식점과 다중이용업소의 주방에 주로 설치하는 자동확산소화장치는 화재발생 시 화염이나 열에 의해 자동으로 약제가 방출되어 화재를 진압하는 소화기구 중 하나이다. 이 소화장치는 공칭방호면적에 해당하는 소화능력을 가지고 있으므로 방호대상물이 이 범위를 벗어나 있으면 유효한 화재진압이 보장되지 않지만 현행 기준에는 바닥면적에 따른 설치갯수만 요구하고 있다. 따라서 방호대상물과의 이격거리에 따라 소화성능은 달라지게 되며 이에 대한 특성을 고찰하고자 천장높이가 2.5 m인 모형화재실에 본 소화장치를 설치하고 A급, B급 모형가연물과의 수평이격거리에 따른 소화실험을 실시하였다. 실험결과 일반가연물과 유류가연물을 모두 확실하게 소화할 수 있는 최대수평이격거리는 약 30 cm인 것으로 나타났다.

• 제어로봇시스템학회논문지
• /
• 제4권3호
• /
• pp.392-399
• /
• 1998

A full-scope replica type simulator whose MCR(main control room) has the same features and operation functions as MCR of the reference power plant has been developed for a fossil power plant. This simulator was developed with the model of Poryung Fossil Power Plant #3,4 which is the standard model of the Korean fossil power plant. It is the first localized simulator for the supercritical, variable boiler pressure type fossil power plant. The simulator provides various kinds of accidents which are in normal plant operation and thus enables operators to recover or reduce possible damages. To design and develop this kind of simulator, we need to integrate high technologies such as system analysis, plant operation and system integration of mechanics, physics, computer science. CASE(Computer Aided Software Engineering) tools were used to develop the dynamic model. This simulator will greatly contribute to the improvement of the safety and efficiency of the fossil power plant by implementing operator training. In this paper, the outline of software and hardware configuration and characteristics of the simulator are described, and the results of 30%, 50%, 75%, 100% load operation test will be discussed.

• Journal of Welding and Joining
• /
• 제1권2호
• /
• pp.45-52
• /
• 1983

Many pressure vessels for the hot H$\sub$2//H$\sub$2/S service are made of 2+1/4Cr-1Mo steel with austenitic stainless steel overlay to combat agressive corrosion due to hydrogen sulfide. Hydrogen dissolves in to materials during operation, and sometimes gives rise to unfore-seeable damages. Appropriate precautions must, therefore, be taken to avoid the hydrogen induced damages in the design, fabrication and operation stage of such reactor vessels. Recently, hydrogeninduced cracking (or Disbonding) was found at the interface between base metal and stainless weld overlay of a desulfurizing reactor. Since the stainless steel overlay weld metal is subjected to thermal and internal-pressure loads in reactor operation, it is desirable for the overlay weld metal to have high strength and ductility from the stand point of structural safety. In section III of ASME Boiler and Pressure Vessel Code, Post-Weld Heat Treatment(PWHT) of more than one hour per inch at over 1100.deg. F(593.deg. C) is required for the weld joints of low alloy pressure vessel steels. This heat treatment to relieve stresses in the welded joint during construction of the pressure vessel is considered to cause sensitization of the overlay weld metal. The present study was carried out to make clear the diffusion of carbon migration by PWHT in dissimilar metal welded joint. The main conclusion reached from this study are as follows: 1) The theoretical analysis for diffusion of carbon in stainless steel overlay weld metal does not agree with Fick's 2nd law but the general law of molecular diffusion phenomenon by thermodynamic chemical potential. 2) In the stainless steel overlay welded joint, the PWHT at 720.deg. C for 10 hours causes a diffusion of carbon atoms from ferritic steel into austenitic steel according to the theoretical analysis for carbon migration and its experiment. 3) In case of PWHT at 720.deg. C for 10 hours, the micro-hardness of stainless steel weld metal in bonded zone increase very highly in the carburized layer with remarkable hardening than that of weld metal.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제18권6호
• /
• pp.584-590
• /
• 2012

본 연구에서는 고정자와 회전자에 의해 발생하는 전단력(Shearing force)을 이용한 선박용 연료유 균질기(Homogenizer) 개발에 관한 연구를 수행하였다. 균질기의 균질화 및 미립화 정도에 대한 성능을 조사하기 위하여 IFO 380 cSt Bunker-C 시료에 전처리(Pre-treatment)를 시행하였다. 전처리한 시료의 슬러지(Sludge) 저감 효과를 확인하기 위하여 유청정기(Oil purifier)를 이용하였다. 실험결과 균질기로 전처리한 시료에서 슬러지양이 약 13 % 감소하는 것을 확인하였다. 또한, 전처리 후 유청정한 시료를 실제 보일러 시스템에서 연소시켜 CO가 감소하는 연소특성 경향을 확인하였다. 이와 같은 결과를 통해 개발된 선박용 연료유 균질기를 실선에 적용할 경우 연료비 및 운항비용 절감 효과가 있을 것으로 판단된다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제39권4호
• /
• pp.405-413
• /
• 2015

최근 미국에서는 가동기간이 오래된 원전 매설배관에서 부식 및 침식에 의해 삼중수소 누설로 지하수가 오염되는 사례가 급증하고 있다. 따라서, 현재 원전 안전등급 매설배관으로 사용되고 있는 금속재료의 배관을 대신해서 부식 및 침식 등의 열화 손상에 대한 저항성이 우수한 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 배관을 ASME Code Class 3 안전계통 배관으로 사용하기 위한 연구가 수행되고 있다. 본 연구에서는 발전소 가동 중 매설배관에 가해질 수 있는 하중과 온도 범위를 바탕으로 HDPE 배관 융착부에 대한 인장 시험과 저속균열성장 (SCG) 시험을 수행하였다. 시험 결과로 얻은 SCG 시험편의 파단면을 분석하여 HDPE 재료의 파손 기구를 파악하였다. 이를 바탕으로 3D 유한요소 해석을 이용하여 균열이 있는 HDPE 재료가 버틸 수 있는 한계하중에 대한 검증을 수행하였다.

• 에너지공학
• /
• 제28권3호
• /
• pp.18-25
• /
• 2019

본 연구에서는 발전사에서 숙련된 사용자가 코드를 입력하여 계산하는 프로그램의 문제점을 해소하고자 광역에너지네트워크 연구단은 확장성을 포함한 누구나 손쉽게 사용할 수 있는 지역난방 운전해석 프로그램 EnetPLAN을 국내 기술로 개발하였다. 이에 EnetPLAN과 시중에서 사용 중인 A프로그램과의 시뮬레이션을 통해 에너지네트워크상의 열원, 열수요 및 CHP(Combined Heat Plant:열병합발전) 운전 결과에 대해 비교하고자 하였다. 그 결과 EnetPLAN과 A프로그램의 에너지네트워크 상의 열 및 전력생산량은 열공급량과 축열조 운영방식의 시뮬레이션 결과에서 대부분 유사한 패턴으로 나타났다. 이는 EnetPLAN이 에너지네트워크 상에 존재하는 열병합발전시설의 다양한 운전모드에 따른 시뮬레이션 적용이 가능함을 확인할 수 있었다. 국내 기술로 개발된 EnetPLAN이 향후 현장에서 쉽게 적용할 수 있으며, 효율적인 운전 시뮬레이션 결과를 제시할 것으로 기대한다.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제28권7호
• /
• pp.1252-1258
• /
• 2022

선박용 엔진에서 배출되는 배기가스에는 다량의 수분과 미세먼지를 포함하고 있다. 미세먼지에는 여과성 미세먼지와 배기 배출 후 액상으로 변화하는 응축성 미세먼지가 포함되어 있으며 배출 전에 걸러지는 고체상 미세먼지보다 응축성 미세먼지가 더 많은 것으로 보고되고 있다. 본 연구에서는 배기가스의 배기열과 수분을 회수하고 응축성 미세먼지를 제거하기 위한 실험장치를 실험실 내의 가스보일러 배기가스를 이용하여 테스트 하였다. 배기가스는 1차적으로 냉각방식으로 수분과 응축성 미세먼지가 제거되고 2차적으로 흡수제 방식에 의해 추가적으로 수분이 제거되었다. 상대습도 측정에 의한 배기가스 수분 제거율을 계산하면 1단계 배기냉각 방식으로 73%, 2단계 흡수제 방식으로 90% 제거되는 것으로 측정되었다. 이 과정에서 응축성 미세먼지는 80~90% 제거되는 것으로 측정되었다. 개발 시스템에 의해 회수된 열은 공정열로 활용할 수 있으며, 회수된 물은 수처리 과정을 통해 공정수로 활용할 수 있다. 또한 현재 관리 규제가 되고 있지 않지만 미세먼지의 주요 원인인 응축성 미세먼지를 효과적으로 제거할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국재난정보학회 논문집
• /
• 제10권4호
• /
• pp.583-597
• /
• 2014

난방기기에 의한 화재는 다양한 난방기기의 종류처럼 그 원인도 다양하고. 매년 계속되는 전통재래시장에서의 난방기기에 의한 화재사고가 빈번히 발생하여 인명 및 재산상의 손실을 초래하고 있다. 일반주택이나 아파트 등 대부분의 주거시설은 난방용 보일러가 보급되어 난방기기로 인한 화재가 그리 많지 않으나 식당, 시장의 점포와 사무실, 체육관, 공장, 작업장 등에서는 여전히 석유난로, 전기난로 등 난방기기를 사용 하고 있어 화재의 위험성에 노출되어 있다. 또한 난방용 기기의 발생건수를 살펴보면 가정용보일러, 목탄난로, 석유난로, 가스난로/스토브, 전기스토브/히터 순으로 발생한 것으로 분석되었으며, 인명피해 별 건수는 가스난로/스토브, 석유난로 /곤로, 전기히터/스토브, 연탄/석탄난로 순으로 분석되었다. 또한 가스 및 석유관련 난방용기기가 발생빈도(frequency)는 낮지만 화재강도(intensity)가 높은 것으로 분석 되었다. 따라서 본 연구의 목적은 다중이용시설인 전통재래시장에서 아직도 많이 사용되고 있고, 실제 화재발생사례가 많은 석유난로와 전기스토브에 의한 발화 위험성 즉 최소발화온도, 탄화 정도와 그에 따른 열유속을 정상상태와 비정상상태 하에서의 가연물의 접촉 및 전도로 인한 화재 발생 가능성을 재연하여 검토해 봄으로서 보다 과학적인 화재조사 및 감식 접근방법을 강구하고자 하였다. 재연실험 결과 실험체 2종(석유난로/전기스토브) 모두 양호한 축열 조건이 만들어지지 않는 한 발화위험성은 극히 적은 것으로 나타났지만 탄화의 상태는 각 부위별로 진행되는 것으로 분석되었다. 결국 화재로의 전이는 축열에 의한 발화이므로 최소한 화재장소의 축열 온도조건이 $500^{\circ}C$ 이상일 때 발화되는 것으로 분석되었다. 특히 전기스토브의 발열체인 석영관인 경우 가장 짧은 시간 내(10sec)에 $600^{\circ}C$ 이상의 온도로 급 가열 되어 이때의 열유속은 6.26kW/m2으로 나타나 이는 보온된 PVC케이블이 손상과 함께 인체에는 2도 화상을 입히는 결과를 나타내는 것으로 분석 되었다. 아울러 온도 조건 이외에 거리변화에 따른 열량의 감소분을 나타내는 형태계수(Geometric View Factor)와 화재하중(Fire Load)에 따른 온도 변화도 고려되어야 할 중요한 변수임 알았다. 따라서 이에 관한 세심한 화재조사 및 감식의 매뉴얼이 있어야 할 것으로 사료되며 이러한 실험에 의한 과학적이고 합리적인 노력들이 향후 화재조사 및 감식에 대한 매뉴얼 작성과 이론적 토대를 세우는데 기여하기를 기대한다.