• Nuclear Engineering and Technology
• /
• v.9 no.4
• /
• pp.223-236
• /
• 1977

An integral computer code has been developed for a mechanical and thermal design and performance analysis of an oxide fuel rod in a pressurized water reactor. The code designated as FROD 1.0 takes into account the phenomena of radial power depression within the pellet, cracking, densification and swelling of the pellet, fission gas release, clad creep, pellet-clad contact, heat transfer to coolant and buildup of corrosion layers on the clad surface. The FROD 1.0 code yields two-dimensional temperature distributions, dimensional changes, stresses, and internal pressure of a fuel rod as a function of irradiation time within a reasonable computation time. The code may also be used for the analyses of oxide fuel rods in other thermal reactors. As an application of FROD 1.0 the behavior of fuel rod loaded in the first core of Go-ri Nuclear Power Plant Unit 1 is predicted for the two power histories corresponding to steady state operation and Codition II of the ANS Classification. The results are compared with the design criteria described in the Final Safety Analysis Report and a discrepancy between these two values is discussed herein.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
• /
• v.31 no.10
• /
• pp.21-26
• /
• 2003

In this research, the change of coefficient of thermal expansion (CTE) of graphite/epoxy composite laminate under space environment was measured using fiber optic sensors. Two fiber Bragg grating (FBG) sensors have been adopted for the simultaneous measurement of thermal strain and temperature. Low Earth Orbit (LEO) conditions with high vacuum, ultraviolet and thermal cycling environments were simulated in a thermal vacuum chamber. As a pre-test, a FBG temperature sensor was calibrated and a FBG strain sensor was verified through the comparison with the electric strain gauge (ESG) attached on an aluminun specimen at high and low temperature respectively. The change of the CTE in a composite laminate exposed to space environment was measured for intervals of aging cycles in real time. As a whole, there was no abrupt change of the CTE after 1000 aging cycles. After aging, however, the CTE decreased a Little all over the test temperature range. These changes are caused by outgassing, moisture desorption, matrix cracking etc.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
• /
• 1999.05a
• /
• pp.102-102
• /
• 1999

6Mo급 슈퍼 스테인리스강의 내식성은 여러 환경에서 여러 가지의 부식 시험 방법을 통해서 확띤되어 왔다. 이 합금이 보이는 탁월한 내식성 때문에 해수 설비 계통,정유 설비,원자력 발전소의 열교환기 등의 중요 재료로서 그 사용 용도가 급격히 증가하고 있다. 그런데 방사선의 영향을 받게 되는 설비에 금속 재료가 사용되는 경우,특히 경수로의 노내 구조물, 액체 금속로의 열교환기, 핵융합로의 제1벽 재료 등 에서는 합금 원소가 방사성 환경에 의하여 제거되는 현상이 나타난다. 따라서 본 연구에서는 이러한 상황을 미리 재료 제조 차원에서 모사하여 탄소량과 질소량의 함량 을 달리 한 6Mo급 슈퍼 스테인리스강을 제조하여 미세 조직, 기계적 성질 및 부식 특성의 변화에 대하여 연구하였다. 진공 고주파 유도 용해로를 이용하여 탄소량과 질소량이 각기 변화된 슈퍼 스테인리스강을 용해 한 뒤 아르곤 가스 분위기에서 $1180^{\circ}C$로 soaking하고 열간 압연을 행하였다. 열간 압연으로 표변에 생성된 산화 스케일을 불산과 질산의 혼합 용액으로 제거한 뒤 냉간 압연을 행하였다. 이 냉연 판재에 대하여 $1150^{\circ}C$로 소둔하여 각 실험에 사용하였다. 광학 현미경을 이용하여 미세 조직의 변화를 관찰하였으며, 상온과 고온($520^{\circ}C$)에서 인장 시험을 행하였으며, 경도 측정을 행하였다. 또한 양극 분극 시험과 비등 질산 침지 시험 및 비등 40% NaOH 용액에서의 일정 연신율 시험을 행하 였다. 탄소 함량이 증가할수록 항복 강도 및 인장 강도는 증가하고 있으며 연신율은 감 소하는 일반적인 경향을 보였으며 비등 질산 시험에서는 탄소량에 관계없이 매우 우수한 내식성을 쁘였다. 또한 비등 상태의 40% NaOH 용액에서의 응력 부식 균열 시험 결과, 탄소량이 증가할수록 부식 저항성이 증가하고 있는 것으로 평가되었다. 한 편 질소량이 증까할수록 결정립이 미세화되었으며 경도값이 상승하였다. 이들 합금 에 대한 양극 분극 시험 결과, 질소량의 변화가 탄소량의 변화보다 내식성에 큰 영향 을 미치고 있음을 알 수 있었다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
• /
• v.6 no.3
• /
• pp.53-62
• /
• 1986

For the research on the fatigue fracture behavior in the welded joints of steel structures, base metal specimens and welded ones were selected, and the direct fatigue tests were carried out. Thereafter, fatigue-life (S-N) curves, plastic strain-number of cycles (${\varepsilon}_p$-N) curve, the extrapolated fatigue-life (${\varepsilon}_p$-$N_c$) curve, and da/dN-${\Delta}K$ curves were plotted. By these results the followings were obtained. It was shown that the ratio of fatigue strength at $2{\times}10^6$ cycles of the welded specimen to that of the base metal one was 0.6, and that 0.72 for the base metal and 0.65 for the welded one were the ratio of fatigue strength at $2{\times}10^6$ cycles to yielding stress. The S-N curve for the welded specimen was separated into two sections, the low gradient section and the steep section. As this result, it was shown that the more stress became to reduce, the more the reduction of fatigue strength became to be great. It was shown that fatigue strength at $2{\times}10^6$ cycles from this case was about 83 % of that from the S-N curve plotted with one section. It was thought that the reason was that weld flaw acted greatly on the fatigue strength within the low stress range. It was shown that at the instart of crack initiation plastic strain increased abrupt1y in the case of the welded specimen more than the case of the base metal specimen, and increased abruptly in the upper stress range in both cases. It was shown that the experimental constant ${\alpha}$, 0.42, in the base metal nearly accorded with Manson-Coffin's result, but this made a great difference with the case in the welded specimen. It was thought that it was due to the abrupt change of plastic strain and the influence of weld flaw.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
• /
• v.28 no.4A
• /
• pp.537-548
• /
• 2008

Recently, the prestressed unbonded concrete structures are increasingly being built. The mechanical behavior of prestressed concrete beams with unbonded tendon is different from that of normal bonded PSC beams in that the increment of tendon stress was derived by whole member behavior. The purpose of the present paper is therefore to evaluate the flexural behavior and to propose the equation of ultimate tendon stress by performing static flexural test according to span/depth, concrete compression strength, reinforcement ratio and the effect of existing bonded tendon. From experimental results, for cracking, yielding and ultimate load, the effect of reinforcement ratio was more effective than concrete compression strength, and the beams having high strength concrete had a good performance than having low concrete, but there was no difference between high strength and low strength. And as L/dp was larger, test beams had a long region of ductility. This means that unbonded tendon has a large contribution after reinforcement yielding. Especially, the equation of ACI-318 was not match with test results and had no correlations. After analysis of test results, the equation of ultimate unbonded tendon stress without slip was proposed, and the proposed equation was well matched with test results. So the proposed equation in this paper will be a effective basis for the evaluation of unbonded tendons without slip, analysis and design.

• Proceedings of the KWS Conference
• /
• 2009.11a
• /
• pp.12-12
• /
• 2009

터빈에서 핵심부품인 로터는 블레이드를 원심 운동시키는 대형 단조강이며, 고압의 증기 조건에서 고속회전하며 고온에서 운전과 저온에서 과속시험 동안 높은 원심력을 받는다. 또한 기동/정지 천이 동안 열응력을 받기 때문에, 이러한 운전조건에 부합되는 소재로서는 높은 Creep 강도 및 피로강도를 가지는 CrMoV type의 강종이 사용되어져 왔다. 발전소의 대용량화 및 고온화에 따라 종래의 증기조건에서 사용되어져 왔던 1%CrMoV강은 내산화성 및 내부식성이 문제가 되어 더 이상 사용이 불가하며, 고온/고압하에서도 우수한 소재 특성을 가지는 12%Cr강의 사용이 필수적이다. 그러나 12%Cr강으로 제작되는 로타는 Cr 양이 높기 때문에 저널부에 Galling 또는 Scuffing 이라 불리는 부적절한 마모현상과 사용 중 소착이 발생하기 쉬운 단점이 있기 때문에, 저널부에 Cr 함유량 2~3% 이하의 저합금강을 오버레이 용접하여 육성하는 일체형 가공구조의 로타 저널부가 주목되어 왔다. 따라서 본 연구에서는 Large scale 로타가 용접 도중 급열 및 급냉이 되지 않으면서 균일한 온도로 일정 시간 유지할 수 있는 열관리 장치 개발, 최적 오버레이 용접조건 선정 및 용접부 건전성 시험 평가를 통하여 12%Cr 로타 저널부의 최적 오버레이 용접공정을 확립하고자 하였다. 용접 열관리 장치는 전기저항 가열방식을 적용하고 있으며 용접이 최종 완료되기 전까지 로타 제품 전체는 $93^{\circ}C$이상의 온도로 유지 되어져야 하며, 규정 용접후열처리 온도는 $650^{\circ}C{\pm}14^{\circ}C$ 이다. 또한 로타 오버레이 용접은 모재 Set up $\Rightarrow$ 용접예열 $\Rightarrow$ GTA용접 $\Rightarrow$ SA용접 $\Rightarrow$ 용접후열(Post heating) $\Rightarrow$ 용접후열처리(PWHT) $\Rightarrow$ 정삭가공 $\Rightarrow$ NDE(UT) 순으로 수행 되어진다 실제 로타의 1/3 Scale로 시험편을 제작하여, 오버레이 mockup 시험을 수행한 후 화학성분, 경도 분포, 인장강도, 충격인성 및 굽힘시험을 수행한 결과, 오버레이 용접에서 요구되어지는 용접 물성값을 만족하는 것으로 확인되었다. 또한 균열 등의 선형 결함이나 기공, 슬라그 혼입과 같은 결함은 관찰되지 않았으며, 용접 시 아크의 안정성과 슬라그의 박리성은 양호하였으며 비드의 외관도 미려하여 용접 작업성도 양호하였다.

• The Journal of Engineering Geology
• /
• v.19 no.2
• /
• pp.139-144
• /
• 2009

The microseismic monitoring system with wide range of frequency has been operating in real time and it is remotely monitored at indoor and on-site for one year. This system was constructed and established in order to secure the safe and effective operation of the KAERI Underground Research Tunnel(KURT). For one year monitoring work, total 14 events were recorded in the vicinity of the KURT, and the majority of events are regarded as ultramicroseismic earthquake and artificial impacts around the tunnel. The major event is the magnitude 3.4 earthquake which was centered around Gongju city, Chungnam Province. It means that there is no significant evidence of high frequency microseismic event, which is associated with fracture initiation and/or propagation in the rock mass and shotcrete. Three components sensor was applied in order to analyze and define the direction of vibration as well as an epicenter of microseismic origin, and also properly designed and installed in a small borehole. This monitoring system is able to predict the location and timing of fracturing of rock mass and rock fall around an undreground openings as well as analysis on safety of various kinds of engineering structures such as nuclear facilities and other structures.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
• /
• v.35 no.2
• /
• pp.275-285
• /
• 2015

This experimental study presents the fatigue evaluation of a precast deck connected using Ultra-High Performance, Fiber Reinforced Concrete (UHPFRC). Four types of two identical large-scale specimens were fabricated with simplified splice rebar details which had a short splice length of ten times rebar diameter. The flexural behavior of each type of specimens until failure was investigated and fatigue behavior of the same type of specimens was then evaluated using two-million cyclic loading. In the flexural tests, tensile rebars exhibited the deformation exceeding yielding strain but failure mode related to the splice details was not observed in spite of such a short splice length. In the fatigue tests, damage was not appreciably accumulated by the cyclic loading except initial flexural cracks and the stress variations in tensile rebars was less than the allowable stress range. These experimental results demonstrate that all types of specimens exhibited acceptable fatigue performance and indicate that enhanced mechanical properties of ultra-high performance material permits to use a simplified splice details along with short joint width.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
• /
• 2018.06a
• /
• pp.116-116
• /
• 2018

부식은 재료와 사용 환경과의 상호작용에 의한 결과로서 일반적으로 두께의 감소와 균열의 발생 및 파손 등의 문제로 나타난다. 특히 사용환경 중에서 해수 분위기는 금속의 부식에 가장 유리한 조건이다. 따라서 해양환경 중 항만이나 조선 및 해양 산업 등에 많이 이용되는 강 구조물은 이에 대응하기 위하여 도장방식이나 음극방식을 사용하고 있다. 여기서 음극방식은 피방식체를 일정전위로 음극 분극하는 원리로써 외부전원을 인가하거나 비전위의 금속을 전기적으로 연결하여 방식하는 방법이다[1]. 한편, 해수 중에서 이와 같은 원리로 음극방식 할 경우에는 피방식체인 강재표면에 부분적으로 칼슘 또는 마그네슘 화합물 등의 생성물이 부착하는 현상을 볼 수 있게 된다. 이와 같이 수산화마그네슘($Mg(OH)_2$)및 탄산칼슘($CaCO_3$)을 주성분으로 하여 석출되는 석회질 피막(calcareous deposits)은 피방식체에 유입되는 음극방식 전류밀도를 감소시켜 주거나 물리적 장벽의 역할을 함으로써 외부의 산소와 물 등 부식환경으로부터 소지금속을 보호한다[2]. 그러나 석회질 피막은 소지금속과의 결합력, 막의 균일한 분포, 내식성 및 제작시간의 단축 등 해결해야 할 과제가 있다. 또한 여러 가지 환경 조건 등의 영향을 받아 그 피막의 형성 정도도 가늠하기 어렵기 때문에 음극방식 설계 시 그 정도에 따른 영향을 고려-반영하기가 곤란하다. 따라서 본 연구에서는 석출속도, 밀착성 및 내식특성을 향상시키기 위해 전착프로세스를 통해 해수 중 기체를 용해시켜 석회질 피막을 제작하고 막의 결정구조 제어 및 특성을 분석-평가하였다. 본 연구에 사용된 강 기판(Steel Substrate)은 일반구조용강(KS D 3503, SS400)을 사용하였으며, 외부전원은 정류기(Rectifier, xantrex, XDL 35-5T)를 사용하여 3 및 $5A/m^2$의 조건으로 인가하였다. 양극의 경우에는 해수에 녹아있는 이온 이외에 다른 성분들이 환원되는 것을 방지하기 위해 불용성 양극인 탄소봉(Carbon Rod)을 사용하였다. 이때 석출속도, 밀착성 및 내식특성 향상을 위해 해수에 주입한 기체의 양은 0.5 NL/min였으며, 기판 근처에 고정하여 음극 부근에서의 반응을 유도하였다. 각 조건별로 제작된 막의 표면 모폴로지, 조성원소 및 결정구조 분석을 실시하였으며, 석회질 피막의 밀착성과 내식특성을 평가하기 위해 규격에 따른 테이핑 테스트(Taping Test, ISO 2409)와 3 % NaCl 용액에서 전기화학적 양극 분극 시험을 진행하여 제작된 막의 내구성과 내식성을 분석-평가하였다. 시간에 따른 전착막의 외관관찰 결과 전류밀도의 증가와 함께 상대적으로 많은 피막이 형성되었고, 용해시킨 기체에 의해 더 치밀하고 두터운 피막이 형성됨을 확인할 수 있었다. 성분 및 결정구조 분석 결과 $Mg(OH)_2$ 성분의 Brucite 및 $CaCO_3$ 성분의 Calcite 및 Aragonite 구조를 확인하였으며, 용해시킨 기체의 영향으로 $CaCO_3$ 성분의 Aragonite 구조가 상대적으로 많이 검출되었다. 밀착성 및 내식성 평가를 실시한 결과 해수 중 용해시킨 기체에 의해 제작한 시편의 경우 견고하고 화학적 친화력이 높은 Aragonite 결정이 표면을 치밀하게 덮어 전해질로부터 산소와 물의 침입을 차단하는 역할을 하여 기체를 용해시키지 않은 3 및 $5A/m^2$ 보다 비교적 우수한 밀착성 및 내식 특성을 보이는 것으로 사료된다.

• Tunnel and Underground Space
• /
• v.22 no.4
• /
• pp.276-283
• /
• 2012

Changes in rock properties due to freezing and thawing cycles ranging from $-20^{\circ}C$ to $10^{\circ}C$ were checked for the typical Korean rocks: granite (weathered), limestone, sandstone, tuff, shale and basalt. The porosity, seismic velocity, shore hardness and specific gravity were measured every 10 cycles for each type of rock up to 40 cycles. The specific gravity was rarely changed. Granite (w), shale and basalt decreased gradually in their shore hardness and seismic velocity values, these values for limestone, sandstone and tuff changed only a very little. The porosity increased in the granite (w), shale and basalt, whereas in the others it did not change. Due to the low tensile strength with high porosity, granite (w), shale and basalt were susceptible to the F-T cycles. A linear regression equation was calculated based on the experiment results according to properties and types of rock. The relationship between the freeze-thaw sensitivity (=initial porosity/initial tensile strength) and the coefficients of the regression equation was examined. With additional experimental data, the coefficients of the regression equation can be estimated using the F-T sensitivity. This makes it possible to predict the properties of rock as affected by freeze-thaw weathering by only measuring the initial properties without knowledge of the regression equation coefficients for each type of rock.