• Journal of the KSME
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• v.51 no.12
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• pp.37-41
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• 2011

이 글에서는 원전배관의 안전설계 개념인 양단순간파단(DEGB: Double Ended Guillotine Break) 및 파단전누설(LBB: Leak Before Break)에 대해 설명하고, 파단전누설 설계를 위한 다양한 실배관 파과저항시험 방법 및 실배관 파괴저항시험의 필요성에 대해 소개하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1996.05c
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• pp.123-130
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• 1996

탄소성파괴역학의 발달과 함께 원자력 발전소의 설계시 고려해야 하는 고에너지 배관의 양단파단사고와 같은 극한 가정 대신 파단전누설(LBB : Leak Before Break)개념을 배관설계시 고려할 수 있도록 관련 규제 요건이 완화되어 원자력 발전소 고에너지 계통 설계에 새로운 설계 개념으로 적용할 수 있게 되었다. 파단전누설개념 적용시 균열 안정성 평가에 가장 널리 사용되는 방법은 J-T 방법이다. 본 연구에서는 유한요소법 사용시 균열 선단에서 요소의 크기 및 경계 조건 (Boundary Condition)이 변화할 때 Applied J 적분값에 미치는 영향을 ABAQUS 전산 프로그램을 이용하여 조사하였다.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1995.05b
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• pp.753-760
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• 1995

본 보고서는 영광 3,4호기 가압기 밀림관(Surge Line)에 대한 파단전누설(Leak Before Break) 개념의 적용방법, 해석절차 및 해석결과에 대하여 기술하고 있다. 영광 3,4호기 가압기 밀림관에 대한 파단전누설해석은 배관계에 대한 정적, 동적 배관해석 결과를 토대로 큰 응력 값이 작용하는 부분에 대하여 수행하였다. 가상균열의 크기는 정상운전상태에서의 하중을 이용하여 결정하였으며 격납용기에 설치된 누설감지장치의 감지능력을 1.0gpm으로 가정하였다. 영광 3,4호기 가압기 밀림관에 대한 파단전 누설해석은 NUREG 1061,Vol.3 및 SRP3.6.3에 근거하여 수행하였으며 해석결과는 동 자료에서 제시하고 있는 적용기준을 만족하고 있는 것으로 평가되었다.

• Journal of the KSME
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• v.31 no.3
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• pp.261-266
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• 1991

원자력발전소 배관에 대한 일반적인 파단전누설(LBB)개념 적용절차 및 해석 방법에 대해 간단히 기술하였다. 그러나 LBB해석방법은 배관의 크기 및 작용하중의 상태에 따라 많은 차이가 있 으므로 보다 많은 배관에 LBB개념을 적용하여 설계하기 위해서는 합리적인 해석방법의 마련, 배관재질의 파괴인성치 향상 및 원자력발전소의 운전조건 개선 등을 위한 계속적인 노력이 필요 하리라고 판단된다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• v.28 no.2
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• pp.206-215
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• 1996

원자로냉각재계통 기기 설계를 위한 구조해석 분야는 크게 세가지로 구분할 수 있는데, 첫번째는 원자로 냉각재계통내의 유체의 온도, 압력, 원자로냉각재계통 기기 및 유체의 자중 등을 고려하여 정적해석이 주가되는 정상운전해석, 두번째는 원자력 발전소 수명내에 부지에 발생 가능한 지진을 고려하는 내진설계를 위한 지진해석, 세번째는 원자력발전소를 다른 플랜트보다 한층 안전하게 설계할 수 있도록 원자력 발전소내의 모든 고에너지배관의 파단을 가상하는 가상배관파단해석으로 구분할 수 있다. 1986년 이전까지의 가압경수로발전소의 가상배관파단은 원자로냉각재주배관의 파단을 가상하여 동적구조해석을 수행하므로써, 극히 보수적인 결과를 얻었다. 그러나, 파괴역학의 발전은 파단전누설기법을 정립하였으며, 이에 따라 1987년 미국의 10 CFR Part 50 Appendix A GDC 4에서는 원자력발전소 내의 모든 고에너지배관에 파단전누설기법 적용을 허용하므로써, 이들 배관의 가상배관파단을 배제할 수 있도록 하였다. 한국형 표준원전인 울진원자력 3, 4호기의 참조발전소인 영광원자력 3, 4호기는 개정된 GDC 4를 적용한 최초의 가압경수로발전소로서, 원자로냉각재주배관과 12인치 이상의 일차측 분기관들의 가상배관파단을 배제하였다. 본 보고서에서는 영광원자력 3, 4호기의 참조발전소인 미국 Palo Verde발전소와 한국형 표준원전인 울진원자력 3, 4호기의 가상배관파단에 의한 원자로냉각재계통의 동적구조해석 결과를 서로 비교, 분석하므로써 개정된 GDC 4의 영향을 평가함은 물론 향후 분기관 가상배관파단해석의 방향을 모색하는데 있다.

• Journal of the KSME
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• v.31 no.3
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• pp.267-275
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• 1991

LBB 설계법은 오늘날 같이 플랜트의 대형화 및 복잡화함에 따라서, 균열이 발생하였다고 하여도 기기의 점검시 발견하지 못하는 수가 있을 것이다. 이러한 경우에 있어서 LBB 설계법은 fail safe design으로서 만일의 손상이 발생하더라도 플랜트의 안전성 및 경제성 확보를 위하여 매우 중요한 설계법이다. 이 LBB 설계법은 위에서도 설명하였듯이 선진제국에서는 상당히 연구가 진전되어 있으나, 우리나라에서는 이 분야에 연구가 전혀 없는 실정이다. 특히 에너지자원이 부족한 우리나라로서는 LNG, LPG 가스의 수입에 있어서, 이러한 저온가스를 운반할 tanker의 개발에 있어서도 LBB의 확보가 중요한 것이다. 또한 발전에너지원을 석유에만 의존하는 현재의 추세에서, 우라늄 등에 의한 원자력발전으로 대체되어 가고 있는 현재 전 발전능력의 약 50%를 의존하고 있는 실정이다. 이러한 면에서 실제의 구조물이 일시에 파단이 일어나지 않고, 파단 신뢰성이 충분히 높다는 것을 실증하여 둔다는 것은 안전성평가상 지극히 중요한 것이다.

• Transactions of the Korean Society of Pressure Vessels and Piping
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• v.18 no.1
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• pp.19-25
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• 2022

Nuclear Power Plants (NPP) should be designed to have sufficient safety margins and to ensure seismic safety against earthquake that may occur during the plant life time. After the 9.12 Gyeongju earthquake accident, the structural integrity of nuclear power plants due to the beyond design basis earthquake is one of key safety issues. Accordingly, it is necessary to conduct structural integrity evaluations for domestic NPPs under beyond design basis earthquake. In this study, the Level 3 LBB (Leak Before Break) evaluation was performed by considering the beyond design basis earthquake for the surge line of a OPR1000 plant of which design basis earthquake was set to be 0.2g. The beyond design basis earthquake corresponding to peak ground acceleration 0.4g at the maximum stress point of the surge line was considered. It was confirmed that the moment behaviors of the hot leg and pressurized surge nozzle were lower than the maximum allowable loading in moment-rotation curve. It was also confirmed that the LBB margin could be secured by comparing the LBB margin through the Level 2 method. It was judged that the margin was secured by reducing the load generated through the compliance of the pipe.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.15 no.6
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• pp.1990-2001
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• 1991

The fatigue life and crack penetration behavior of high strength steel have been studied in detail both experimentally and analytically. The fatigue crack shape of a smooth specimen is almost semicircular, while a specimen with stress concentration becomes semielliptical according to stress concentration shape. The aspect ratio of smooth specimens calculated using the Newman-Raju's formular is smaller than the value obtained from the experiment. On the other hand, the aspect ratio of the stress concentration specimen shows a good agreement with experimental results. It is found that the crack growth behavior on the back surface after the penetration is unique and can be divided into three stages ; rapid growth region, constant growth region and acceleration growth region. By using the K value suggested in this study, the particular crack growth behavior and crack shape can be estimated quantitatively.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.40 no.9
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• pp.821-826
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• 2016

The leak before break (LBB) concept is used in pipe line design for nuclear power plants. For application of the LBB concept, leak rates through cracks should be evaluated accurately. Usually leak late analyses are performed for through-thickness cracks with constant cross-sectional area. However, the cross-sectional area at the inner pipe surface of a crack can be different from that at the outer surface. In this paper, leak rate analyses are performed for the cracks with linearly-varying cross-sectional areas. The effect of varying the cross-sectional area on leak rates was examined. Leak rates were also evaluated for cracks in bi-material pipes. Finally, the effects of crack surface morphology parameters on leak rates were examined.

• Nuclear Engineering and Technology
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• v.25 no.2
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• pp.204-214
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• 1993

Work on fracture mechanics has provided a technical basis for elimination of main coolant loop double ended guillotine breaks from the structural design basis of reactor coolant system. Without main coolant loop pipe breaks, the tributary pipe breaks must be considered as design bases until further fracture mechanics work could eliminate some of these breaks from design consideration. This paper determines the core support barrel shell responses for the 3 inch pressurizer spray line nozzle break which is expected to be the only inlet break remaining in the primary side after leak-before-break evaluation is extended to smaller size pipes in the near future. The responses are compared with those due to 14 inch safety injection nozzle break and main coolant loop pipe break. The results show that, when the leak-before-break concept is applied to the primary side piping systems with a diameter of 10 inches or over, the core support barrel shell responses due to pipe breaks in the primary side are negligible for the faulted condition design.