• Nuclear Engineering and Technology
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• 제51권5호
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• pp.1251-1260
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• 2019

The water-cooled WCLL blanket is one of the possible candidates for the blanket of the fusion power reactors. The plasma-facing first wall manufactured from the reduced-activation ferritic-martensitic steel Eurofer97 will be cooled with water at a typical pressurized water reactor (PWR) conditions. According to new estimates, the first wall will be exposed to peak heat fluxes up to $7MW/m^2$ while the maximum operated temperature of Eurofer97 is set to $550^{\circ}C$. The performed analysis shows the capability of the designed flat first wall concept to remove heat flux without exceeding the maximum Eurofer97 operating temperature only up to $0.75MW/m^2$. Several heat transfer enhancement methods (turbulator promoters), structural modifications, and variations of parameters were analysed. The effects of particular modifications on the wall temperature were evaluated using thermo-hydraulic three-dimensional numerical simulation. The analysis shows the negligible effect of the turbulators. By the combination of the proposed modifications, the permitted heat flux was increased up to $1.69MW/m^2$ only. The results indicate the necessity of the re-evaluation of the existing first wall concepts.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제37권3호
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• pp.138-145
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• 2012

국내에서는 2010년 말 기준으로 21기의 원전이 운전 중에 있다. 이에 따라 원전에서 배출되는 방사성유출물은 지속적으로 늘어나 2010년에는 547.12 TBq이 배출되었다. 국내원전의 기체와 액체 방사성유출물 배출량은 2001년에서 2010년까지 10년 동안 경수로원전의 경우에는 연평균 11.61 TBq/호기 수준으로 유지하고 있으며, 중수로원전의 경우 118.12 TBq/호기 수준으로 유지되고 있다. 이들 기체나 액체 방사성유출물의 배출 핵종의 대부분은 삼중수소로 나타났다. 이러한 배출경향과 분석 결과를 바탕으로 국내원전의 방사성유출물 관리에 대한 특성을 제시하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제52권11호
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• pp.2552-2564
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• 2020

The crevice stress corrosion cracking (SCC) susceptibility of austenitic stainless steels was evaluated in simulated pressurized water reactor (PWR) environments. To simulate the abnormal condition in temporary clamping devices on leaking small bore pipes, crevice bent beam (CBB) tests were performed in the oxygenated as well as hydrogenated conditions. No SCC cracks were found for SS316 in both conditions. SS304 also showed good resistance in the hydrogenated condition. However, all SS304 specimens showed SCC cracks in the oxygenated condition, indicating poor crevice SCC resistance. It was found that residual ferrites were selectively dissolved because of the galvanic corrosion coupled with the neigh-bouring austenite phase, resulting in SCC initiation in SS304. Crack morphologies were mostly transgranular assisted by the damaged δ-ferrite and deformation-induced slip bands.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제53권3호
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• pp.1029-1040
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• 2021

For the structural integrity evaluation of pressurized water reactor (PWR) steam generator (SG) tubes subjected to transient hydraulic loading, determination of the tube-to-tube gap velocity and static pressure distributions along the tubes is prerequisite. This paper addresses both computational fluid dynamics (CFD) and analytical approaches for predicting the tube-to-tube gap velocity and static pressure distributions during blowdown following a feedwater line break (FWLB) accident at a PWR SG. First of all, a comparative study on CFD calculations of the transient velocity and pressure distributions in the SG secondary sides for two different models having 30 or no tubes is performed. The result shows that the velocities of sub-cooled water flowing between any adjacent two tubes of a tubed SG model during blowdown can be roughly estimated by applying the specified SG secondary side porosity to those of the no-tubed SG model. Secondly, simplified analytical approximate solutions for the steady two-dimensional SG secondary flow velocity and pressure distributions under a given discharge flowrate are derived using a line sink model. The simplified analytical solutions are validated by comparing them to the CFD calculations.

• Corrosion Science and Technology
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• 제18권4호
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• pp.138-147
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• 2019

Pipes and components of the secondary system in the pressurized water reactor (PWR) are mainly comprised of manufactured carbon steel. Thus, the generated carbon steel corrosion products are transported into the steam generator and deposited, thereby deteriorating the integrity of the steam generator. Environmental condition in the secondary system of the PWRs differs across different locations. So, the corrosion rate and types of corrosion products depend on specific locations in the secondary system. In this study, the quantity and chemical compositions of corrosion products generated in various locations that vary in different temperatures and chemistry conditions were investigated. As a result of evaluating the PWR "Unit A" that is in current operation, the amount of corrosion products generated in the section of high temperature feedwater system was identified as the largest source in the secondary system. Major components of corrosion products were iron oxides such as magnetite, hematite, and lepidocrocite.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제23권3호
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• pp.289-301
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• 2010

가압경수로(PWR)에서 배출되는 고준위폐기물을 지하 500m의 화강암 암반의 처분장에 장기간(약 10,000년 동안) 처분하기 위하여 여러 구조적 안전성 평가 수행을 통하여 처분용기모델이 개발되었다. 기존에 설계 개발된 가압경수로용 처분용기 모델은 구조적으로 처분용기 내부에 정사각형 단면의 네 개의 고준위폐기물 다발이 처분용기 단면의 중심에 대칭되게 나란히 배열된 형태를 취하고 있다. 그러나 이와 같은 배열 형태가 최선의 구조인지는 아직 결정할 수 없다. 왜냐하면 나란한 배열구조의 처분용기는 정사각형 다발단면의 외곽모서리와 외곽 쉘과의 거리가 가장 짧아 경량화를 위한 단면 직경 축소에 한계가 있기 때문이다. 따라서 처분용기 단면 중심에 대하여 대칭형이면서 나란하게 배열된 네 개의 고준위폐기물 다발 각각을 각 다발의 중심에 대하여 일정 각도 회전하여 처분용기 단면 중심 면에 대하여 대칭성을 유지하면서 고준위폐기물 다발이 배열된 처분용기구조에 대한 구조안전성 평가가 매우 필요하다. 비록 지금까지의 연구에 이러한 회전된 다발의 배열단면을 갖는 처분용기는 발견되지 않지만 처분용기모델들의 구조적 안전성 비교 연구를 위해서 고준위폐기물 다발이 회전된 배열단면 변화에 따른 처분용기에 대한 구조해석이 요구된다. 따라서 본 연구에서는 네 개의 고준위폐기물 다발이 각각 다발의 중심에 대하여 일정각도 회전하여 처분용기 중심 면에 대하여 대칭적으로 배열된 단면의 가압경수로용 처분용기에 대하여 구조해석을 수행하였다. 구조해석을 수행한 결과 기존의 설계 개발된 처분용기 단면의 중심에 대칭되게 나란히 고준위폐기물 다발이 배열된 단면의 처분용기보다 다발의 중심에 대하여 일정각도(30~35도) 회전하여 처분용기 중심 면에 대하여 고준위폐기물 다발이 대칭적으로 배열된 단면의 처분용기가 구조적으로 좀 더 안정성이 있음이 밝혀졌다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제52권7호
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• pp.1429-1435
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• 2020

Applying an accurate parametric prediction model to identify abnormal or false pressurizer water levels (PWLs) is critical to the safe operation of marine pressurized water reactors (PWRs). Recently, deep-learning-based models have proved to be a powerful feature extractor to perform high-accuracy prediction. However, the effectiveness of models still suffers from two issues in PWL prediction: the correlations shifting over time between PWL and other feature parameters, and the example imbalance between fluctuation examples (minority) and stable examples (majority). To address these problems, we propose a cost-sensitive mechanism to facilitate the model to learn the feature representation of later examples and fluctuation examples. By weighting the standard mean square error loss with a cost-sensitive factor, we develop a Cost-Sensitive Long Short-Term Memory (CSLSTM) model to predict the PWL of PWRs. The overall performance of the CSLSTM is assessed by a variety of evaluation metrics with the experimental data collected from a marine PWR simulator. The comparisons with the Long Short-Term Memory (LSTM) model and the Support Vector Regression (SVR) model demonstrate the effectiveness of the CSLSTM.

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권12호
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• pp.815-824
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• 2016

가압경수로에 장전되는 핵연료집합체는 연료 봉 다발과 지지격자 및 상하단 고정체로 구성되어 있다. 고온 고압의 냉각수는 원자로 하부로 유입되어 연료 봉 사이로 형성된 부수로를 따라 노심 상부로 흐른다. 경수로핵연료의 주요 열수력 성능인자는 정상운전시 압력강하 및 임계열속이며 사고시에는 급랭 시간이다. 한국원자력연구원에서는 경수로핵연료의 성능을 향상시키고 국산화를 위해 고성능 경수로핵연료, 이중냉각 핵연료 및 사고저항성 핵연료를 개발하였다. 경수로핵연료의 열수력 핵심기술을 개발하기 위해 압력강하 실험, 난류 유동혼합/열전달 실험, 임계열속 및 급랭 시험을 수행하였으며 전산유체역학 방법도 활용하였다. 더불어 사용후핵연료의 임시저장을 위한 건식저장 용기의 열유동에 대한 전산유체해석을 수행하였다. 한편, 경수로핵연료의 열수력 기반기술을 개발하고 실용화를 위해 대학 및 산업체와 협력연구도 진행하였다.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제18권6호
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• pp.5-11
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• 2015

In a pressurized water reactor (PWR), control rod assembly (CRA) falls into the guide tubes of a fuel assembly due to gravity for scram. Various theoretical approaches and numerical analyses have been performed because its shape is simple and its design was completely developed several decades ago. A control rod assembly for a sodium-cooled faster reactor (SFR) which is geometrically more complicated is being actively developed in Korea nowadays. Drop time and impact velocity of a CRA are important parameters with respect to reactivity insertion time and the mechanical robustness of a CRA and a guide duct. In this paper, computational method considering simultaneously the equation of motion for rigid body and the Navier-Stokes equations for fluid is suggested and verified by comparison with theoretical analysis results. Through this valuable CFD analysis method, drop time and impact velocity of initially designed SFR CRA are evaluated before performing scram tests with it.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제19권4호
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• pp.317-324
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• 1987

본 논문은 가압 경수형 원자로의 제어봉 이탈사고와 같이 공간 의존적 과도특성 해석에 필히 요구되는 가상적 사고 분석을 위한 핵적 동특성 코드의 개발을 위한 것이다. 본 논문에서는 1.5군 중성자 화산 방정식에 의거한 수정형 Borresen 모형을 핵적 동특성 모델로 잡고 이를 공간의존적 과도특성해석에 응용할 수 있도록 수식화 하여 고리 1호기 초기 노심의 가상적인 제어봉 이탈 사고해석에 응용했다. 본 사고 해석에 채택한 수정형 Borresen 모형에 대한 계산 정밀도의 검증을 위해 출력 분포 및 제어봉가등 계산결과를 고리 1호기 초기 노심의 노물리 실험자료와 비교했고 공간의존적 사고해석에 있어서 중시되는 핵적 동특성 방정식의 계산 효율성을 검토했다. 그리고 이 결과를 토대로 수정형 Borresen 모형이 제어봉 이탈사고, 증기관 파탄사고 등과 같은 공간의존적 사고해석에 유용하게 이용될 수 있다는 것을 보였다.