The thermal, mechanical, and neutronic performance of the metal alloy fast reactor fuel design complements the safety advantages of the liquid metal cooling and the pool-type primary system. Together, these features provide large safety margins in both normal operating modes and for a wide range of postulated accidents. In particular, they maximize the measures of safety associated with inherent reactor response to unprotected, doublefault accidents, and to minimize risk to the public and plant investment. High thermal conductivity and high gap conductance play the most significant role in safety advantages of the metallic fuel, resulting in a flatter radial temperature profile within the pin and much lower normal operation and transient temperatures in comparison to oxide fuel. Despite the big difference in melting point, both oxide and metal fuels have a relatively similar margin to melting during postulated accidents. When the metal fuel cladding fails, it typically occurs below the coolant boiling point and the damaged fuel pins remain coolable. Metal fuel is compatible with sodium coolant, eliminating the potential of energetic fuel-coolant reactions and flow blockages. All these, and the low retained heat leading to a longer grace period for operator action, are significant contributing factors to the inherently benign response of metallic fuel to postulated accidents. This paper summarizes the past analytical and experimental results obtained in past sodium-cooled fast reactor safety programs in the United States, and presents an overview of fuel safety performance as observed in laboratory and in-pile tests.
A metal-fueled pool-type liquid metal fast reactor (LMFR) provides large margins to sodium boiling and fuel damage under accident conditions. The favorable passive safety results are obtained by both a reactivity feedback mechanism in the core and a passive decay heat removal system. Among the various reactivity feedbacks, the ones by a thermal expansion of a radial dimension of the core and by the control rod drivelines are strongly dependent on the flow conditions in the core and the hot pool, respectively. The effects of multidimensional thermal hydraulic characteristics on these reactivity feedbacks are investigated by the system-wide safety analysis code SSC-K with advanced thermal hydraulics models. Particularly a detailed three dimensional thermal hydraulics reactor core model is integrated into SSC-K for use in a whole system analysis of the passive safety aspects of LMR designs. The model provides fuel and cladding temperatures for every fuel pin in a reactor and coolant temperatures for every coolant sub-channel in the reactor.
A simple model to analyze non-linear density-wave instability in a sodium-cooled helically coiled steam generator is developed. The model is formulated with three regions with moving boundaries. The homogeneous equilibrium flow model is used for the two-phase region and the shell-side energy conservation is also considered for the heat flux variation in each region. The proposed model is applied to the analysis of two-phase instability in a JAEA (Japan Atomic Energy Agency) 50MWt No.2 steam generator. The steady state results show that the proposed model accurately predicts the six cases of operating temperatures on the primary and secondary sides. The sizes of three regions, the secondary side pressure drop according to the flow rate, and the temperature variation in the vertical direction are also predicted well. The temporal variations of the inlet flow rate according to the throttling coefficient, the boiling and superheating boundaries and the pressure drop in the two-phase and superheating regions are obtained from the unsteady analysis.
2상유동을 해석하기 위한 3차원 코드인 THERMIT-6S의 미분 방정식을 세우기 위해, 수학적으로 정확하게 유도된 시간과 공간에 대해 평균한 보존 방정식을 단순화했다. 미분 방정식을 불연속화(discretization)하여 THERMIT-6S의 차분방정식을 얻는다. First-order spatial scheme, donor cell method, 그리고, staggered mesh layout을 써서 공간에 대한 불연속화를 한다. 그리고 시간에 대한 불연속화는 first-order semi-implicit scheme으로써, sonic terms와 국부적인 전달 현상에 관계되는 항들은 implicit하게 그리고 대류 전달 항들은 explicit하게 취급한다. 이렇게 얻어진 방정식들은Newton-Raphson 방법으로 선형화된다. 축소된 압력 방정식을 만들기 위해 모든 변수들이 mesh cells사이에서 단지 압력 변수를 통해서만 결부되도록, 선형화된 방정식들을 처리한다. OPERA-15 실험을 수치해석적으로 모의실험하여 본 결과, THERMIT-6S가 flow coastdown, 역류, 유체진동(flow oscillation) 등을 포함하고, sodium boiling 후의 원자로내의 변화를 예측하는데 매우 유효하다는 것이 밝혀졌다.
1. 연감시료량의 적정량을 알아보기 위해 200, 100, 50, 20, 10gr의 생사시료를 연감검사한 결과 각처리간에는 통계적차이를 인정할 수 없었으나 실제로 시료량의 과대 과소에 따른 측정 및 처리오차를 감안할 때 100gr 시료가 적정량이었다. 2. 섬도사를 이용하여 연감검사를 할 경우 꼬인 상태와 풀은 상태로 연감처리할 경우 탄산나트륨같이 제교력이 강한 정연제에서는 차이가 없었으나 Marseilles 비누같이 제교력이 약한 것은 연감율에 있서 현저한 차이가 있었다. 3. 5종의 정연제를 비교한 결과 합성세제와 국산 Marseilles비누와 통계적 유의차를 인정 할 수 없으므로 이와의 대체 이용이 가능하다. 4. 정연제의 제교력은 대체로 정연액의 PH가 클수록 크고 작을수록 작은 경향이 있다.
Optimum conditions for the freeze-thaw stability (FTS) of mung bean starch (MBS) paste as a main ingredient in omija-eui were investigated. For the optimization of the paste preparation condition, the FTS of MBS prepared by boiling in a shaking water bath (BMSW) or by pressure-cooking in an autoclave (PCMA) were analyzed using a response surface methodology (RSM). In addition, the effects of various additives such as gums, sugars, and emulsifier were evaluated on the FTS of MBS paste prepared under optimal conditions. The predicted maximal FTS of MBS paste prepared by the PCMA method (73%) was higher than that of the paste prepared by the BMSW method (36%). In case of additives, gellan gum and sodium alginate effectively prevented the syneresis of MBS paste in the BMSW method and in the PCMA method, respectively. The use of a fructose fatty acid ester as an emulsifier decreased syneresis in a dose-dependent, while the addition of sugars accelerated syneresis. Consequently, MBS paste for omija-eui preparation may be efficiently prepared by adding sodium alginate and fructose fatty acid ester under the optimal conditions of 4.3% MBS content, $121^{\circ}C$ heating temperature, and $89^{\circ}C$ cooling temperature by pressure-cooking in an autoclave.
Cheng, Songbai;Yamano, Hidemasa;Suzuki, TYohru;Tobita, Yoshiharu;Nakamura, Yuya;Zhang, Bin;Matsumoto, Tatsuya;Morita, Koji
Nuclear Engineering and Technology
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제45권3호
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pp.323-334
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2013
During a hypothetical core-disruptive accident (CDA) in a sodium-cooled fast reactor (SFR), degraded core materials can form roughly conically-shaped debris beds over the core-support structure and/or in the lower inlet plenum of the reactor vessel from rapid quenching and fragmentation of the core material pool. However, coolant boiling may ultimately lead to leveling of the debris bed, which is crucial to the relocation of the molten core and heat-removal capability of the debris bed. To clarify the mechanisms underlying this self-leveling behavior, a large number of experiments were performed within a variety of conditions in recent years, under the constructive collaboration between the Japan Atomic Energy Agency (JAEA) and Kyushu University (Japan). The present contribution synthesizes and gives detailed comparative analyses of those experiments. Effects of various experimental parameters that may have potential influence on the leveling process, such as boiling mode, particle size, particle density, particle shape, bubbling rate, water depth and column geometry, were investigated, thus giving a large palette of favorable data for the better understanding of CDAs, and improved verifications of computer models developed in advanced fast reactor safety analysis codes.
건조 전처리와 건조방법에 따른 대추의 건조특성과 품질의 변화를 비교분석 하였다. 수분함량은 glyceol 전처리에서 유의적으로 낮았고 열풍건조가 천일 및 냉풍건조에 비해 건조효율이 높은 것으로 나타났다. 가밀도는 NaCl boiling 처리에서 가장 높았고, 가용성 고형분의 함량의 경우 열풍건조, 냉풍건조, 천일건조 순으로 높은 함량을 나타내었으며 전반적으로 glycerol 침지에서 높은 함량을 보였다. 적정산도는 열풍건조가 타 건조 방법에 비해 높은 값을 나타내었으며, 전처리에 따라서는 무처리 및 glycerol 침지에서 높은 경향을 나타내었다. 반면 boiling 처리 시 대추 고유의 산도는 저하되는 것으로 나타났다. 당산비의 경우 천일건조에서 가장 높았으며 다음으로 냉풍건조 열풍건조 순으로 나타났고, 전처리에 따라서는 NaCl boiling> glycerol> 무처리 순으로 높은 함량을 나타내었다. 갈변도는 열풍건조, 냉풍건조, 천일건조 순으로, 전처리 방법에 따라서는 NaCl boiling, 무처리, glycerol 침지 순으로 높은 값을 나타내었다. 적색도의 경우 무처리가 NaCl boiling 및 glycerol 침지에 비해 유의적으로 높은 경향을 나타내었으며, boiling 처리한 건조 대추의 경우 적색도는 감소하고 황색도는 증가하는 것으로 나타나 기호성이 다소 저하되는 것으로 관찰되었다. 건조방법에 따른 폴리페놀 함량은 열풍건조> 냉풍건조> 천일건조순으로 높은 함량이 검출되었으며, 전처리 방법 간에는 무처리 및 glycerol 침지가 NaCl boiling 처리에 비해 유의적으로 높았다. 반면 플라보노이드 함량에서는 boiling 전처리를 행한 모든 건조방법에서 높은 함량이 검출되었다. DPPH, ABTS 라디칼 소거활성은 유용성분의 함량과 항산화 활성간의 비례적인 상관관계를 나타내었으며, 열풍건조에서 유의적으로 높은 라디칼 소거활성을 나타내었다. 관능검사 결과 NaCl boiling 처리는 외관과 함께 품질이 가장 떨어지는 것으로 나타났으며, 종합적 기호도는 glycerol 침지가 가장 기호성이 높은 것으로 조사되었고 다음으로 무처리, boiling 순이었다. 이상의 결과 종합적 기호도 및 이화학적, 기능적 품질특성을 고려해 보았을 때 glycerol 전처리와 열풍건조 방법을 효과적으로 이용하는 것이 건조효율 증대 및 품질손상을 억제할 수 있는 방안이 될 것으로 사료된다.
This investigation was undertaken for the purpose of studying the changes of pectic substances in alcohol insoluble solids(AIS) extracted from cucumbers pickled in salt. The preparation methods were brining the cucumbers in 10% NaCl solution (bolied, method A), 20% NaCl solution(bolied, method B) and 20% NaCl solution(cool to $25^{\circ}C$ after boiling, method C). The composition ratio of hot water soluble pectin(HWSP) in AIS decreased during brining, while that of 0.4% sodium hexametaphosphate soluble pectin(NaSP) increased remarkably. The contents of Ca and Mg in AIS increased regardless of preparation methods used. By DEAE-cellulose chromatography, HWSP from fresh and brined cucumbers were divided into six fracitons. 0.2M peak was the main fraction in fresh cucumber, whereas 0.05M and 0.2M peak were the main fraction in pickled cucumbers. On the other hands, NaSP from fresh and brined cucumbers were divided into five fractions and 0.4M peak was the main fraction. However, the composition ratios of galacturonic acid and neutral sugar of 0.4M fraction in brined cucumbers were higher than those of fresh cucumber.
견직물의 정연에 있어서 축합인산염 sodium pyrophosphate (S.T.P.) 및 sodium tripolyphosphate (S.T.P.)와 금속 이온봉쇄제 ethylene diamine tetraacetic acid-2Na (E.D.T.A.)의 정연조제로서의 효과를 검토하고자 지하수와 Na형 이온교환연수를 사용한 정연용수에 있어서 이들 정연조제의 첨가가 수질과 정연견의 품질에 어떻게 영향을 미치는가를 구명하기 위한 시험결과 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 정연용수에 축합인산염을 첨가하면 경도가 감소되었으며 경도제거효과는 온도증가와 함께 현저히 향상되었고 동일처리농도에서는 S.P.P. 가 S.T.P. 보다 약간경도제거 효과가 높았다. 2. 정연용수에 알카리제로서 탄산소오다를 사용하면 경도가 증가되었으나 규산소오다를 첨가하면 경도가 감소되었다. 3. 정연종료시 정연액의 pH가는 S.P.P. 첨가구가 9.90, E.D.T.A.-2Na 첨가구는 9.95로서 대조인 미첨가구 9.80에 비하여 약간씩 높았다. 4. 축합인산염에 비하여 E.D.T.A-2Na가 용수중의 Fe$^{3+}$ 이온봉쇄작용에 효과적이었으며 축합인산염 중에서는 S.T.P.가 S.P.P.에 비하여 우수하였다. 5. 견포 연감률은 Na형이온교환연수 정연이 지하수정연에 비하여 높았고 견포의 굴곡강도(mgㆍcm)는 30.6으로서 지하수 정연구의 37.1 보다 감소되었다. 6. 지하수 정연에 있어서 E.D.T.A.-2Na첨가구가 축합인산염 첨가구에 비하여 연감률이 높고 강연도가 감소되며 압축탄성률이 향상되었다. 7. Na형 이온교환연수 정연에있어서 축합인산염과 E.D.T.A-2Na를 첨가하면 연감률향상 및 굴곡강도 감소의 효과가 있었지만 양 처리간의 유의차는 인정되지 않았다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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