A Study on the Local Boiling of the Consolidated Spent Fuel Storage Pool

조밀화된 사용후 핵연료 저장조에서의 국부 비등에 관한 연구

The natural convection model of the consolidated system has been developed to make sure the removal of decay heat generated in the spent fuel for the loss of forced cooling accident. The numerical technique employed was based on the ADI scheme. The calculation of heat generation rate in the spent fuel was peformed by the ANS-79 decay heat model, and the nonuniform surface heat flux is assumed with a chopped sine curve for the conservative decay heat generation input. The sensitivity study was performed to examine the possibility of the pool bulk boiling by varying the various parameters, i.e. inter-fuel spacing ratio, heat generation power, and radius of the fuel rod. The application results of this model show that the natural circulation flow through compacted spent fuel bundles enables the pool temperature to control in a safe and effective manner, after the required cooling time. The corresponding acceptance criteria of the cooling time for rearranging the spent fuel rods were also found.

강제순환 냉각상실사고시 조밀화된 저장계통의 사용후 핵연료에서 생성된 붕괴열의 제거를 확인하기 위한 자연순환 해석모델이 개발되었다 채택된 수치기법은 ADI방법에 근거하였다. 사용후 핵연료의 붕괴열 생성율은 ANS-79 붕괴열 모델에 따라 계산되었으며, 보수적인 붕괴열 생성량 입력을 위해 chopped sine곡선에 따른 비균일 표면열속이 가정되었다. 저장조내 국부비등의 발생 가능성을 조사하기 위해서 민감도분석이 수행되었으며, 이는 핵연료간 거리 비, 열 생성량 및 핵연료 봉 반지름 등의 여러 변수를 변경시킴으로서 이루어졌다. 이 모델의 적용결과는 적절한 냉각시간 후의 조밀화된 사용후 핵연료 다발을 통한 자연대류 유량이 안전하고 효과적인 방식으로 저장조의 온도준위를 조절할 수 있음을 보여주고 있으며, 또한 사용후 핵연료봉 재배치를 위한 냉각시간에 관한 허용기준이 얻어졌다.