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Experimental Study of Chemical Effects on Head Loss across Containment Sump Strainer under Post-LOCA Environment

LOCA이후 원자로건물집수조 여과기의 수두손실에 대한 화학적 영향의 실험연구

  • Ku, Hee-Kwan (Department of Energy & Environmental Engineering, Soonchunhyang University) ;
  • Jung, Bum-Young (Department of Energy & Environmental Engineering, Soonchunhyang University) ;
  • Hong, Kwang (Department of Energy & Environmental Engineering, Soonchunhyang University) ;
  • Jung, Eun-Sun (Department of Energy & Environmental Engineering, Soonchunhyang University) ;
  • Jeong, Hyun-Jun (Department of Energy & Environmental Engineering, Soonchunhyang University) ;
  • Park, Byung-Gi (Department of Energy & Environmental Engineering, Soonchunhyang University) ;
  • Rhee, In-Hyoung (Department of Energy & Environmental Engineering, Soonchunhyang University) ;
  • Park, Jong-Woon (Korea Hydro and Nuclear Power Co. Ltd.)
  • 구희권 (순천향대학교 에너지환경공학과) ;
  • 정범영 (순천향대학교 에너지환경공학과) ;
  • 홍광 (순천향대학교 에너지환경공학과) ;
  • 정은선 (순천향대학교 에너지환경공학과) ;
  • 정현준 (순천향대학교 에너지환경공학과) ;
  • 박병기 (순천향대학교 에너지환경공학과) ;
  • 이인형 (순천향대학교 에너지환경공학과) ;
  • 박종운 (한국수력원자력주식회사)
  • Published : 2009.12.31

Abstract

An integral head loss test in a test apparatus was conducted to simulate chemical effects on a head loss across a strainer in a pressurized water reactor (PWR) containment water pool after a loss of coolant accident (LOCA). The test was conducted during 30 days in the condition of a short spray, a long spray, and no materials with chemical effects. The result exhibited that the head loss was affected on amounts of the exposed materials according to spray conditions. XRD analysis of the collected precipitates showed that the precipitates were phosphate compounds. Comparison of the head loss with dissolved species concentration showed that high increase rate of the head loss resulted from the corrosion of aluminum and zinc but slow increase rate of the head loss resulted from the precipitates induced by Si, Mg, and Ca from leaching reaction at NUKON and concrete after passivation of metal specimens.

원자력발전소에서 냉각재상실사고이후 원자로건물집수조 여과기에서 화학적 영향에 의한 수두손실 변화를 관찰하기 위하여 시험장치에서 단기살수조건, 장기살수조건, 및 화학적 영향을 주는 물질이 없는 조건에 대해 30일 동안 종합적인 수두손실 시험을 수행하였다. 시험결과는 수두손실이 살수조건에 따라 노출된 화학적 영향을 주는 물질의 양에 크게 의존함을 보였다. 시험종료후 수거된 침전물의 XRD 분석은 침전물이 주로 인산화합물임을 보였다. 수두손실과 용해된 화학종의 비교결과는 화학적 영향을 주는 물질 중에서 Al과 Zn의 부식이 시험 초기에 높은 수두 손실 증가율의 원인이 됨을 보였다. 금속 시편에 부동피막이 형성된 이후에 수두손실 증가율은 감소하지만 지속적으로 수두손실이 증가하는 현상은 NUKON 및 콘크리트에서 침출반응에 의해 발생하는 Si, Mg, 및 Ca이 침전물을 형성하는 반응에 기인함을 보였다.

Keywords

References

  1. D.V. Rao, et al., "Knowledge Base for the Effect of Debris on Pressurized Water Reactor Emergency Core Cooling Sump Performance", NUREG/CR-6808, USNRC, 2003.
  2. NRC Generic Letter 2004-02, "Potential Impact of Debris Blockage on Emergency Recirculation during Design Basis Accidents at Pressurized-Water Reactor", September 13, 2004
  3. J. Dallman, et al., "Integrated chemical effects test project: Consolidated Data Report", NUREG/CR-6914. U.S. Nuclear Regulatory Commission, December 2006
  4. 구휘권, 등, "LOCA이후 환경에서 원자로건물집수조 여과기에서 수두손실에 대한 화학적 영향", 한국산학기술학회지, Vol. 10, No. 11, 2009.
  5. 한국수력원자력(주), "고리 1호기 비상노심냉각계통재순환집수조 성능평가 최종보고서, TR.운영해석.S2007.01, 2006.
  6. Korean Standards Association, "Testing Method of Compressive Strength of Hydraulic Cement Mortar", KSL 5105, 2007.