• Nuclear Engineering and Technology
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• 제40권6호
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• pp.467-476
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• 2008

To keep the superconducting (SC) magnet coils of KSTAR at proper operating conditions, not only the coils but also other cold components, such as thermal shields (TS), magnet structures, SC bus-lines (BL), and current leads (CL) must be maintained at their respective cryogenic temperatures. A helium refrigeration system (RRS) with an exergetic equivalent cooling power of 9 kW at 4.5 K without liquid nitrogen ($LN_2$) pre-cooling has been manufactured and installed. The main components of the KST AR helium refrigeration system (HRS) can be classified into the warm compression system (WCS) and the cryogenic devices according to the operating temperature levels. The process helium is compressed from 1 bar to 22 bar passing through the WCS and is supplied to cryogenic devices. The main components of cryogenic devices are consist of cold box (C/B) and distribution box (D/B). The C/B cool-down and make the various cryogenic helium for the KSTAR Tokamak and the various cryogenic helium is distributed by the D/B as per the KSTAR requirement. In this proceeding, we will present the commissioning results of the KSTAR HRS. Circuits which can simulate the thermal loads and pressure drops corresponding to the cooling channels of each cold component of KSTAR have been integrated into the helium distribution system of the HRS. Using those circuits, the performance and the capability of the HRS, to fulfill the mission of establishing the appropriate operating condition for the KSTAR SC magnet coils, have been successfully demonstrated.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제43권3호
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• pp.257-270
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• 2011

A set of reflood tests has been performed using ATLAS, which is a thermal-hydraulic integral effect test facility for the pressurized water reactors of APR1400 and OPR1000. Several important phenomena were observed during the ATLAS LBLOCA reflood tests, including core quenching, down-comer boiling, ECC bypass, and steam binding. The present paper discusses those four topics based on the LB-CL-11 test, which is a best-estimate simulation of the LBLOCA reflood phase for APR1400 using ATLAS. Both homogeneous bottom quenching and inhomogeneous top quenching were observed for a uniform radial power profile during the LB-CL-11 test. From the observation of the down-comer boiling phenomena during the LB-CL-11 test, it was found that the measured void fraction in the lower down-comer region was relatively smaller than that estimated from the RELAP5 code, which predicted an unrealistically higher void generation and magnified the downcomer boiling effect for APR1400. The direct ECC bypass was the dominant ECC bypass mechanism throughout the test even though sweep-out occurred during the earlier period. The ECC bypass fractions were between 0.2 and 0.6 during the later test period. The steam binding phenomena was observed, and its effect on the collapsed water levels of the core and down-comer was discussed.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제27권3호
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• pp.344-357
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• 1995

핵연료 소결체와 피복관 사이의 간극 크기에 크게 좌우되는 간극 열전도도는 연료봉내 초기 저장에너지 양에 중요한 영향을 끼친다. 정상상태 계산용 ELESTRES 코드에서 사용 중인 수정된 Ross-Stoute 의 간극 열전도도 모델은 단순한 열적 변형 모델에 기초한다. 최근의 실험에서 핵연료 소결체가 연소됨에 따라서 균열, 소결체 재배열 등이 발생되고, 피복관 내부의 편심에 위치하게 된다는 것이 알려졌다. 본 논문에서는, 최근에 제안된 편심형 간극 모델과 소결체 재배열형 간극 모델 등이 기술되었고, 실험 조건과 중수로 핵연료봉의 운전조건 하에서의 소결체와 피복관 사이의 간극 열전도도를 계산하는데 이용되었다. 실험 치와 계산치가 잘 일치됨으로써, 수정된 Ross-Stoute 모델이 ELESTRES 코드 내에서 사용된 열전달 관련 가정들과 잘 부합됨을 보여 주었다. 출력 경계곡선을 따라서 수정된 Ross-Stoute 모델로 계산된 간극내 열전달과 핵연료 표면 온도 등이 편심형 간극 모델과 소결체 재배열형 간극모델에 의한 예측치보다 보수적이었다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제27권1호
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• pp.53-66
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• 1995

현재 사용중인 Non-LOCA 해석용 인허가 코드들은 특정한 형태의 가압경수로에 맞게 짜여진 것들이어서 모든 형태의 가압 경수로에 적용할 수 있는 범용 코드의 개발이 필요한 실정이다. 이를 위하여 한국원자력연구소에서는 웨스팅하우스 및 CE형 발전소에 공히 적용할 수 있는 과도현상 해석 코드인 TASS 로드를 개발하고있다. 이 TASS 코드는 실시 간 보다 빠르게 핵증기계통에 대한 모의 계산을 수행하며 대화식의 입출력을 통하여 사용자가 원하는 과도현상을 정확히 모사할 수 있다. 본 논문에서는 웨스팅하우스형 발전소에 대하여 TASS 코드를 적용하여 Non-LOCA 인허가 해석을 하기 위한 검증을 위해, 교류 전원 상실사고와 부하상실사고에 대하여 발전소 실측자료와의 비교계산을 수행하였고 주급수관 파단사고, 펌프축 고착사고, 증기발생기 세관 파열사고 및 주증기관 파단사고들에 대하여 대형코드인 RELAP5 /MOD3 코드와의 비교계산을 수행하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제20권4호
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• pp.253-264
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• 1988

본 논문에서는 불란서에서 건설한 900 MWe급 가압경수형 원자로의 중성자 잡음해석 결과를 제시하였다. 중성자 잡음해석이란 노심내의 반응도 변화 및 노심의 수평운동으로 인한 노외검출기 신호의 변화를 해석하는 기법을 의미한다 이러한 방법은 Deterministic Dynamic Testing 기법중에서도 발전소의 정상운전 조건을 유지시키며 기존의 발전소 계측설비를 이용할 수 있다는 장점을 지니고 있다. 본 논문에 사용된 잡음신호는 울진 1호기 원자로의 시운전 시험기간에 구하였으며 이를 통계적 기술함수인 에너지 밀도함수(PSD), 검출기간의 상관함수 (CF)및 위상차(Phase Difference)로 나타내었다. 실험결과, 원자로 용기내의 냉각수 흐름 및 압력맥동 등에 의해 유도되는 Core Support Barrel(CSB)의 진동 주파수가 8Hz 근처임을 규명하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제43권6호
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• pp.499-508
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• 2011

The paper briefs a fuel performance code, COSMOS, which can be utilized for an analysis of the thermal behavior and fission gas release of fuel, up to a high burnup. Of particular concern are the models for the fuel thermal conductivity, the fission gas release, and the cladding corrosion and creep in $UO_2$ fuel. In addition, the code was developed so as to consider the inhomogeneity of MOX fuel, which requires restructuring the thermal conductivity and fission gas release models. These improvements enhanced COSMOS's precision for predicting the in-pile behavior of MOX fuel. The COSMOS code also extends its applicability to the instrumented fuel test in a research reactor. The various in-pile test results were analyzed and compared with the code's prediction. The database consists of the $UO_2$ irradiation test up to an ultra-high burnup, power ramp test of MOX fuel, and instrumented MOX fuel test in a research reactor after base irradiation in a commercial reactor. The comparisons demonstrated that the COSMOS code predicted the in-pile behaviors well, such as the fuel temperature, rod internal pressure, fission gas release, and cladding properties of MOX and $UO_2$ fuel. This sufficient accuracy reveals that the COSMOS can be utilized by both fuel vendors for fuel design, and license organizations for an understanding of fuel in-pile behaviors.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제41권6호
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• pp.785-796
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• 2009

A KALIMER-600 concept which is a type of sodium-cooled fast reactor, has been developed at KAERI. It uses sodium as a primary coolant and is a pool-type reactor to enhance safety. Also, a supercritical carbon dioxide ($CO_2$) Brayton cycle is considered as an alternative to an energy conversion system to eliminate the sodium water reaction and to improve efficiency. In this study, a simplified model for analyzing the thermodynamic performance of the KALIMER-600 coupled with a supercritical $CO_2$ Brayton cycle was developed. To develop the analysis model, a commercial modular modeling system (MMS) was adopted as a base engine, which was developed by nHance Technology in USA. It has a convenient graphical user interface and many component modules to model the plant. A new user library for thermodynamic properties of sodium and supercritical $CO_2$ was developed and attached to the MMS. In addition, some component modules in the MMS were modified to be appropriate for analysis of the KALIMER-600 coupled with the supercritical $CO_2$ cycle. Then, a simplified performance analysis code was developed by modeling the KALIMER-600 plant with the modified MMS. After evaluating the developed code with each component data and a steady state of the plant, a simple power reduction and recovery event was evaluated. The results showed an achievable capability for a performance analysis code. The developed code will be used to develop the operational strategy and some control logics for the operation of the KALIMER-600 with a supercritical $CO_2$ Brayton cycle after further studies of analyzing various operational events.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제16권3호
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• pp.169-179
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• 1984

FIPREL 전산코드를 사용하여 원자로 냉각수 내의 핵분열 생성물에 의한 방사능을 분석함으로써 PWR의 운전시에 발생하는 핵연료 피복관 파손을 평가할 수 있는 효과적인 절차를 모색하였다. 이 코드를 이용하여 핵연료의 농축도, 연소도, 가동온도 및 갭유출계수의 크기로 정량화되는 실제적 파손 크기등의 물리적 파라미터에 대해서 핵분열 생성물의 방사능이 나타내는 민감도에 대한 방대한 계산을 실시하였으며 그 결과는 PROFIP방법에 의한 것과 대체적으로 일치한다. 노출 우라늄이 존재하는 경우에는 옥소보다도 화학적으로 더 안정된 핵종간의 방사능비에 근거하여 반복계산을 실시함으로써 파손된 핵연료 봉에서 유출된 방사능만을 분리해 낸다. 개발된 전산코드로 파손 핵연료봉의 선형출력 밀도, 갯수, 실제적 파손 크기 및 노출우라늄의 질량등을 계산할 수 있다. 고리 1호기의 4주기에 걸친 운전 경험을 이 모텔에 의해 분석한 결과에 의하면 본 모델은 원자력발전소 정상운전시 핵연료봉의 상태를 감시·평가하는데 아주 적합한 것으로 판명되었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2014년도 춘계학술대회
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• pp.707-709
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• 2014

핵폭발이나 원자력 발전시설 사고와 같이 대규모 방사선사고 발생 시 주변지역은 감응방사선 또는 방사선 낙진으로 인해 오염된다. 이러한 오염지역을 원격에서 탐지하여 오염물질에 대한 분포 및 오염 정도를 확보한다면 오염물질 제거뿐만 아니라 오염에 대한 피해를 최소화 할 수 있다. 본 논문에서는 오염 물질을 탐지하기 위한 스테레오 검출기 개발의 일환으로 MCNP코드를 이용하여 검출기의 차폐체 및 콜리메이터를 설계하고 교정된 감마선 조사시설을 통해 일정한 선량의 감마선을 조사하여 차폐체 및 콜리메이터에 대한 영향을 분석하였다. 본 논문의 결과는 방사선 탐지를 위한 효율적인 검출기 구조를 설계를 위한 기초자료로 활용될 것이다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권6호
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• pp.2311-2320
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• 2022

The main outcomes of the experiments H2P6 performed in the thermal-hydraulics large-scale PANDA facility at PSI in the frame of the OECD/NEA HYMERES-2 project are presented in this article. The experiments of the H2P6 series consists of two PANDA tests characterized by the activation of three (H2P6_1) or one (H2P6_2) cooler(s) in an initially stratified and pressurized containment atmosphere. The initial stratification is defined by a helium-rich region located in the upper part of the vessel and a steam/air atmosphere in the lower part. The activation of the cooler(s) results i) in the condensation of the steam in the vicinity of the cooler(s), ii) the corresponding activation of large scale natural circulation currents in the vessel atmosphere, with the result of iii) the re-distribution and mixing of the Helium stratification initially located in the upper half of the vessel and iv) the continuous pressure decay. The initial helium layer represents hydrogen generated in a postulated severe accident. The main question to be answered by the experiments is whether or not the interaction of the different, localized cooler units would be important for the application of numerical methods. The paper describes the initial and boundary conditions and the experimental results of the H2P6 series with the suggestion of simple scaling laws for both experiments in terms of i) the temperature difference(s) across the cooler(s), ii) the transient steam and helium content and iii) the pressure decay in the vessel. The outcomes of this scaling indicate that the interaction between separate, closely localized units does not play a prominent role for the present experiments. It is therefore reasonable to model several units as one large component with equivalent heat transfer area and total water flow rate.