• Nuclear Engineering and Technology
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• 제42권3호
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• pp.297-304
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• 2010

In the design of advanced light water reactors (ALWRs) and in the safety assessment of currently operating nuclear power plants, it is necessary to evaluate the possibility of experiencing a degraded core accident and to develop innovative safety technologies in order to assure long-term debris cooling. The objective of this experimental study is to investigate the enhancement factors of dryout heat flux in debris beds by coolant injection from below. The experimental facility consists mainly of an induction heater, a double-wall quartz-tube test section containing a steel-particle bed and coolant injection and recovery condensing loop. A fairly uniform heating of the particle bed was achieved in the radial direction and the axial variation was within 20%. This paper reports the experimental data for 3.2 mm and 4.8 mm particle beds with a 300 mm bed height. The dryout heat density data were obtained for both the top-flooding and the forced coolant injection from below with an injection mass flux of up to $1.5\;kg/m^2s$. The dryout heat density increased as the rate of coolant injection increased. At a coolant injection mass flux of $1.0\;kg/m^2s$, the dryout heat density was ${\sim}6.5\;MW/m^3$ for the 4.8 mm particle bed and ${\sim}5.6\;MW/m^3$ for the 3.2 mm particle bed. The enhancement factors of the dryout heat density were 1.6-1.8.

• 한국진공학회지
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• 제11권2호
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• pp.87-96
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• 2002

위성체가 작동하는 우주환경인 고진공상태에서는 위성체의 부품에서 발생 할 수 있는 outgassing으로 인해 위성체가 오염되어 위성체의 성능이 저하될 수 있으며, 특히 이차면경(second surface mirror) 및 광학렌즈 등을 오염시킴으로써 위성체 본연의 임무수행 실패라는 결과를 초래할 수도 있다. 따라서 지상에서 위성체의 부품에 대해 고온($85^{\circ}C$ 이상)과 고진공($5.0\times10^{-3}$ Pa 이하)의 상태를 모사하여 오염물질을 제거함으로써 outgassing의 발생을 막고, 아울러 오염근원을 검출할 수 있는 vacuum bake-out 시험이 필수적이라 할 수 있다. 이를 위해서 한국항공우주연구원 우주시험동에 설치된 bake-out 챔버를 이용하여 위성체 부품 중에서 SAR(Solar Array Regulator)와 MLI(Multi Layer Insulator)를 예를 들어 오염측정에 관한 연구를 수행하였다. 항공우주연구원의 bake-out 챔버는 rotary vacuum pump와 booster pump를 이용하여 5.0 Pa의 저진공을 형성하고, 2대의 cryopump를 이용하여$5.0\times10^{-3}$ Pa 이하의 고진공을 생성하게 된다. 또한 $180^{\circ}C$까지의 고온을 모사하기 위하여 챔버 shroud 안쪽에 ceramic 재질로 된 heater가 $30^{\circ}$간격으로 총 48개를 설치되어 있으며, 온도제어는 PID(Proportional Integral Differential) 제어 방식이 이용되었다. Vacuum bake-out 시험시에는 RGA(Residual Gas Analyzer)를 이용하여 각종 오염물질을 검출할 수 있고, TQCM(Thermoelectric Quartz Crystal Microbalance)을 사용하여 발생하는 오염물질의 방출률(outgassing rate)을 측정한다. 또한 필요시에는 IR/UV Spectrometer를 이용하여 witness plate에 흡착된 오염물질의 성분을 분석하여 위성체 부품으로의 적합성을 판단한다. SAR의 bake-out에서는 TQCM 측정결과 오염물질이 시간에 따라 감소추이는 보이지만 꾸준히 배출되고 있는 경향을 나타내고, RGA 분석결과 그 성분이 고분자 화합물로 추정되어 위성체 부품으로 사용하기에는 적절하지 못할 것으로 판단하였다. MLI의 bake-out에서는 RGA 및 witness plate를 이용한 오염측정 결과 특이한 오염물질을 발견할 수 없었다.