• 제목/요약/키워드: Reactor vessel internals

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APR1400 원자로내부구조물 종합진동평가프로그램 진동 및 응력해석 방법 검증 (Validation of Vibration and Stress Analysis Method for APR1400 Reactor Vessel Internals Comprehensive Vibration Assessment Program)

  • 김규형;고도영;김성환
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제23권4호
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    • pp.308-314
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    • 2013
  • The vibration and stress analysis program of comprehensive vibration assessment program(CVAP) is to theoretically verify the structural integrity of reactor vessel internals(RVI) and to provide the basis for selecting the locations monitored in measurement and inspection programs. This paper covers the applicability of the vibration and stress analysis method of APR1400 RVI CVAP. The analysis method was developed to use 3-dimensional detail hydraulic and structural models with ANSYS and CFX. To assess the method, the hydraulic loads and structural reponses of OPR1000 were predicted and compared with the measured data in the OPR1000 RVI CVAP. The results predicted with this method were close to the measured values considerably. Therefore, the analysis method was developed properly.

Investigation on effect of neutron irradiation on welding residual stresses in core shroud of pressurized water reactor

  • Jong-Sung Kim;Young-Chan Kim;Wan Yoo
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제55권1호
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    • pp.80-99
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    • 2023
  • This paper presents the results of investigating the change in welding residual stresses of the core shroud, which is one of subcomponents in reactor vessel internals, performing finite element analysis. First, the welding residual stresses of the core shroud were calculated by applying the heat conduction based lumped pass technique and finite element elastic-plastic stress analysis. Second, the temperature distribution of the core shroud during the normal operation was calculated by performing finite element temperature analysis considering gamma heating. Third, through the finite element viscoelastic-plastic stress analysis using the calculated temperature distribution and setting the calculated residual stresses as the initial stress state, the variation of the welding residual stresses was derived according to repeating the normal operation. In the viscoelastic-plastic stress analysis, the effects of neutron irradiation on mechanical properties during the cyclic normal operations were considered by using the previously developed user subroutines for the irradiation agings such as irradiation hardening/embrittlement, irradiation-induced creep, and void swelling. Finally, the effect of neutron irradiation on the welding residual stresses was analysed for each irradiation aging. As a result, it is found that as the normal operation is repeated, the welding residual stresses decrease and show insignificant magnitudes after the 10th refueling cycle. In addition, the irradiation-induced creep/void swelling has significant mitigation effect on the residual stresses whereas the irradiation hardening/embrittlement has no effect on those.

DEVELOPMENT OF AN IMPROVED INSTALLATION PROCEDURE AND SCHEDULE OF RVI MODULARIZATION FOR APR1400

  • Ko, Do-Young
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제43권1호
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    • pp.89-98
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    • 2011
  • The construction technology for reactor vessel internals (RVI) modularization is one of the most important factors to be considered in reducing the construction period of nuclear power plants. For RVI modularization, gaps between the reactor vessel (RV) core-stabilizing lug and the core support barrel (CSB) snubber lug must be measured using a remote method from outside the RV. In order to measure RVI gaps remotely at nuclear power plant construction sites, certain core technologies must be developed and verified. These include a remote measurement system to measure the gaps between the RV core-stabilizing lug and the CSB snubber lug, an RVI mockup to perform the gap measurement tests, and a new procedure and schedule for RVI installation. A remote measurement system was developed previously, and a gap measurement test was completed successfully using the RVI mockup. We also developed a new procedure and schedule for RVI installation. This paper presents the new and improved installation procedure and schedule for RVI modularization. These are expected to become core technologies that will allow us to shorten the construction period by a minimum of two months compared to the existing installation procedure and schedule.

APR1400 상부안내구조물 집합체 구조해석 및 측정위치 (Structural Analysis and Measuring Locations of Upper Guide Structure Assembly in APR1400)

  • 고도영;김규형;김성환
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2012년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.306-311
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    • 2012
  • A reactor vessel internals comprehensive vibration assessment program (RVI CVAP) of an advanced power reactor 1400 (APR1400) is being performed as a non-prototype category-2 type of reactor based on the US Nuclear Regulatory Commission Regulatory Guide (NRC RG) 1.20. The aim of this paper is to present the results of structural response analysis and measuring locations of a upper guide structure (UGS) assembly of the APR1400 reactor. The analysis results of the UGS assembly results show that meet the specified integrity levels of the design acceptance criteria. Also, the measuring locations are set by the analysis results of the UGS assembly and selection criteria of measuring locations prior to this study. These analysis results and measuring locations will be used as fundamental materials to design a measurement system for the APR1400 RVI CVAP.

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안전정기지진하의 원자로내부구조물 거동분석 (Dynamic Behavior of Reactor Internals under Safe Shutdown Earthquake)

  • 김일곤
    • 전산구조공학
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    • 제7권3호
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    • pp.95-103
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    • 1994
  • 원자력발전소 부품중 안전과 관련된 구조물은 지진하중하에서 그 건전성을 유지하도록 설계되어야 한다. 그중 원자로내부구조물부품은 1차 내진분류에 속하는 것으로써 지진하중하에서의 건전성이 발전소 안전과 경제적인 관점에서 매우 중요하다. 지금까지 이러한 원자로내부구조물의 모델링에 대해서는 여러 사람들에 의해 연구되고 발표되었으나, 본 논문에서는 국내 발전소 중에서 Turn-jey base로 건설되어 이미 가동 중에 있는 영광 1&2호기의 원자로내부구조물에 대한 안전정지지진하의 거동을 Global Beam Model이라는 단순화된 모델을 이용하여 분석하였다. 이 모델의 설정을 위해서 주요부품들을 double pendulum의 보요소로 표현하였고, 이들 주요부품들의 특성해석을 범용유한 요소해석 코드인 ANSYS에 의해 구하여 이를 상부 및 하부에서 간격을 갖는 비선형 스프링으로 모델링하였다. 또한 이 비선형 스프링뿐만아니라 원자로용기와 원자로내부구조물부품들 사이의 유체동적현상을 묘사한 유체동력학적 coupling에 의해 pendulum의 보요소를 서로 연결시켜 모델링을 하였다. 가진자료인 안전정지하중은 영광 1&2호기의 원자로용기 지지부에 가해지는 응답스펙트럼을 시간이력함수로 바꾸었으며, 이 모델과 간진 하중을 가지고 비선형해석 code인 KWUSTOSS의 explicit Runge-Kutta-Gills algorithm을 이용하여 적분을 수행하므로써 안전정지지진하의 원자로 내부구조물에 대한 거동을 구하여 이 구조물의 주요부품에 대한 내진검증 및 구조물 내부에 있는 핵연료집합체의 내진 해석을 위한 입력자료를 확보할 수 있었다. 그리고 본 연구에서 사용된 Globa Beam Model의 간편성 및 효율성과 explicit Runge-Kutta-Gills algorithm에 대한 경제성을 확인할 수 있었다.파악되었 다. 그 외에도 '옥외공간이용 편리'(outdoor or recreation convenience)와 ' 이웃만족'(satisfaction with neighbors), 그리고 '주거환경 유형'(building type, building arrangement type)등도 유의한 인과적 관련을 보이므로써, 기존 문헌들이 제시하고 있는 것보다 훨씬 다양한 변수들이 다양한 경로를 통해 거주자 시각만족의 영향인자가 될 수 있는 가능성을 제시하고 있다. 가설 변수의 하나인 '길찾기의 난이 정도'(difficulty of way-finding)와 종 속변수간에 유의한 관련도가 나타나지 않은 이유로 길찾기 변수가 '시각만 족'보다는 거주자의 '안전만족'(safety)과 관련된 변수일 가능성도 아울러 지적되었다. 본 연구의 결과로부터, 주거 계획 및 설계분야 그리고 추후 관 련 연구 분야를 위한 여러 제안들이 제시되었다.에 관한 국가 규격은 국제 규격에서 저술한 바와 같이 특별히 규정된 것이 없고 VDE(Verband Deutscher Elektrotechniker: 서독전기기술 협회)와 SAE(Society of Automotive Engi- neers: 자동차 기술자 협회)에서 비교적 활발하고 Jaso(Japanese Automobile Standards Organization: 일본 자동차 표준협회)에서 많이 진행중에 있다. 본 고에서는 자동차의 전자제어에 따른 잡음 발생 요인과 전자파 간섭 관련 자동차 규격과 시험평가 방법에 대해 간단히 소개 하였다.저하에 저해요인으로서가 아니라, 인위적이던 자연적이던 간에 아들만 두면 단산하는 현행의 출산풍토하에서는 남아선호관이 오히려 출산력저하에 결정적으로 작용하고 있다고 하겠다. 태아의 성 판별을 통한 선택적 인공임신중절의 건수는 1990년 한해에

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경수로 구조재 내 불순물 조성 및 함량이 중성자 방사화 핵종 재고량에 미치는 영향 분석 (The Effects of Impurity Composition and Concentration in Reactor Structure Material on Neutron Activation Inventory in Pressurized Water Reactor)

  • 차길용;김순영;이재민;김용수
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제14권2호
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    • pp.91-100
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    • 2016
  • 경수로 원전을 대상으로 원전 내 방사화 대상 물질인 스테인리스강, 탄소강 및 콘크리트의 불순물 정보 적용여부에 따른 방사화 핵종 재고량을 계산하였다. 본 연구에서 탄소강은 압력용기 물질에 사용되었고, 스테인리스강은 압력용기 내부 물질에 사용되었으며, 일반 콘크리트가 생체 차폐체에 사용되었다. 금속 물질에 대해서는 참고자료 1개의 불순물 함량 정보를 적용하였고, 콘크리트 물질에서는 참고자료 5개의 불순물 함량 정보를 적용하여 평가를 수행하였다. 방사화 핵종 재고량 전산해석 시 중성자속 계산에는 MCNP 전산코드를, 방사화 계산에는 FISPACT 전산코드를 각각 사용하였다. 계산 결과, 금속 물질에서 불순물을 포함한 경우가 그렇지 않은 경우보다 비방사능이 2배 이상 높았으며, 특히 콘크리트에서는 불순물을 포함한 경우가 그렇지 않은 경우보다 최대 30배 이상 비방사능이 높게 계산되었다. 방사화 핵종의 생성반응과 재고량을 분석한 결과, 금속 구조물에서는 불순물 중 Co원소와 중성자에 의해 생성되는 방사화 핵종인 Co-60이, 콘크리트에서는 불순물 중 Co, Eu 원소와 중성자에 의해 생성되는 방사화 핵종인Co-60, Eu-152, Eu-154 이 방사성폐기물 준위 결정에 큰 영향을 미치고 있음을 확인하였다. 본 연구의 결과는 원전 해체 계획 수립 시 방사화 핵종 재고량 평가 및 규제에 활용될 수 있을 뿐 아니라, 해체를 고려한 원전 또는 원자력시설의 설계 단계에서도 참고자료로 활용 될 것으로 판단된다.

A STUDY ON MODAL CHARACTERISTICS OF FLOW SKIRT USING EFFECTIVE YOUNG'S MODULUS

  • Jhung, Myung-Jo;Kim, Yong-Beum
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제44권5호
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    • pp.501-506
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    • 2012
  • Many innovative design features are employed in the reactor vessel internals of SMART, a small integral-type pressurized water reactor, one of which is the flow skirt, which uniformly distributes flow and horizontally restrains the lower part of the core support barrel. This new design requires a comprehensive investigation of vibration characteristics. Therefore, in this study, modal characteristics of flow skirts are investigated with finite element analysis. Specifically, we investigate how the presence of holes, the presence of three rings attached to the flow skirt, and the thickness of the lowest shell effect vibration characteristics. In addition, the fluid effect is addressed, since the flow skirt is submerged in the fluid.

TOP-MOUNTED IN-CORE INSTRUMENTATION : CURRENT STATUS AND TECHNICAL ISSUES

  • KIM, SUNG JUN;KANG, TAE KYO;CHO, YEON HO;CHANG, SANG GYOON;LEE, DAE HEE;MAENG, CHEOL SOO
    • 에너지공학
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    • 제24권2호
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    • pp.154-166
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    • 2015
  • The in-core instrumentation measures core power distribution and coolant temperature in local regions of the core in pressurized water reactors. The installation types are distinguished by the designs of routing paths that exit either through reactor bottom mounted instrument nozzles or through reactor top mounted instrument nozzles. Although each type has unique advantages, it is generally known that top mounted design is more competitive with respect to emphasizing nuclear safety issues and ability to cope with severe accidents. The international nuclear vendors have provided various types of reactors with top mounted design. Nuclear power reactors in Korea, however, only have been designed to be applicable to the use of bottom mounted design, and it has been pointed out that the capabilities of Korean reactors against severe accidents should be further enhanced. The paper deals with technical issues on reactor internal and external design, in-core instrumentation, support assembly, sealing mechanism with nozzles, handling, and analytical issues in order to establish the ways of development.

VIBRATION AND STRESS ANALYSIS OF A UGS ASSEMBLY FOR THE APR1400 RVI CVAP

  • Ko, Do-Young;Kim, Kyu-Hyung
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제44권7호
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    • pp.817-824
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    • 2012
  • The most important component of a nuclear power plant is its nuclear reactor. Studies on the integrity of reactors have become an important part regarding the safety of a nuclear power plant. The US Nuclear Regulatory Commission Regulatory Guide (NRC RG) 1.20 presents a Comprehensive Vibration Assessment Program (CVAP) to be used to verify the structural integrity of the Reactor Vessel Internals (RVI) for flow-induced vibration prior to commercial operation. However, there are few published studies related to the RVI CVAP. We classified the Advanced Power Reactor 1400 (APR1400) RVI CVAP as a non-prototype category-2 reactor as part of an independent validation of its design. The aim of this paper is to present the results of structural response analyses of the Upper Guide Structure (UGS) assembly of the APR1400 reactor. These results show that the UGS and the Inner Barrel Assembly (IBA) meet the specified integrity levels of the design acceptance criteria. The vibration and stress analysis results in this paper will be used as basic information to select measurement locations of the vibration and stress for the APR1400 RVI CVAP.

원자로에서 펌프에 의해 야기되는 유체와 구조물 상호 작용에 대한 이론적 연구 (A Theoretical Study on the Fluid-Structure Interaction Due to the Pump in the Pressurized Water Reactor)

  • Lee, Kye-Bock;Jong Ryul park
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제27권5호
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    • pp.710-720
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    • 1995
  • 원자로에서 펌프에 의해 야기되는 맥동 압력은 원자로 내부 구조물에 진동과 손상을 줄 수 있기 때문에 관심이 증가되고 있다. 본 연구에서는 냉각관과 환형관(원자로 압력 용기와 노심 보호 지지대 사이)으로 구성된 기하 형태에서 펌프에 의해 야기되는 맥동 압력을 해석할 수 있는 수력학적 모델을 개발하였다. 수학적 지배 방정식은 압축성, 비점성 유체에 대해 선형화된 Navier-Stokes 방정식이다. 냉각관과 환형관을 따로 분리하여 해석하고 두영역의 커플링 영향을 고려하였다. 또한 본 기하 형태에서 펌프맥동 압력에 영향을 미치는 주요 기하 인자에 대한 평가를 수행하였다. 본 해석 결과와 실험차를 비교하여 만족할 만한 결과를 얻었다.

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