The spacer grid is one of the main structural components in a fuel assembly. It supports fuel rods, guides cooling water and maintains geometry from external impact load and cyclic stress by the vibration of nuclear fuel rod, it is necessary to have sufficient strength against dynamic external load and fatigue strength. In this study, the mechanical properties and fatigue characteristics of laser beam welded zircaloy thin sheet are examined. The material used in this study is a zirconium alloy with 0.66 mm of thickness. The fatigue strength under cyclic load was evaluated at stress ratio R=0.1. S-N curves are presented with statistical testing method recommend by JSME- S002 and compared with S-N curves at R.T. and $315^{\circ}C$. As a result of the experimental approach, the design guide of fatigue strength is proposed and the results obtained from this study are expected to be useful data for spacer gird design.
A dual side cooling annular fuel having internal and external coolant channels has many advantages basically due to low fuel temperature and high DNBR margin, which can make a significant increase of core power density possible. So recently a 12x12 square annular fuel array was proposed for the fuel assembly to be reloaded without structural interference with operating reactors of OPR-1000s. Even through the inherent potential of the annular fuel on the high power density, it may be seriously eroded in the case of a severe unbalanced mass flux split to the internal and external channels in standpoint of DNB. Mass flux split is determined pressure drop characteristics between inner and outer channels. The spacer grids binding fuel array influence greatly the pressure drop in outer channels and the mass flux split. As an important factor of DNB behavior, the enthalpy differences at both channel exits were evaluated using the mass flux splits.
Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
/
2005.11a
/
pp.503-506
/
2005
The PWR Nuclear Fuel assembly consists of more than 250 fuel rods that are supported by leaf springs in the cells of more than 10 Spacer Grids (SG) along the rod length. Since it is not easy to conduct mechanical tests on a full-scale model basis, the small-scaled rod bundle (5$\times$5) is generally used for various performance tests during the development stage. As one of the small-scaled tests, a flow test should be carried out in order to verify the performance of the spacer grid like the coolant mixing performance and to obtain the Flow-Induced Vibration (FIV) characteristics of the rod bundle over the specified flow range. A vibration test should be also performed to obtain the modal parameters of the bundle prior to the flow test. In this study, we want to develop the estimation procedure of the damping ratio for the small scaled test bundle. For the damping factor of the rod bundle and the grid case at the first vibration mode, as one of the vibration tests, a so-called pluck testing has been performed in air as a preliminary test prior to in-flow damping measurement test. Logarithmic decrement method is used for calculation of the damping ratio. Estimated damping ratio of the rod bundle is about 0.7% with reasonable error of 2% for the previous results. Nonlinear behavior of the rod bundle might be stem mainly Iron the rod-grid support configuration.
Jin, Hai Lan;Lee, Young Shin;Lee, Hyun Seung;Park, Nam Gyu
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
/
v.36
no.12
/
pp.1653-1661
/
2012
In this study, the pressure drop changes and structural characteristics of a SMART rod bundle under the effect of a coolant were investigated. The turbulence model of the BSL Reynolds stress model was used to model the coolant flow, and a fluid solid interaction simulation was conducted. First, fuel rod vibration analysis was performed to confirm the natural frequency of the fuel rod, which was supported by spacer grid assemblies, and this was compared with experimental results. From the experimental results, the natural frequency was found to be 48 Hz, and the error compared with the simulation results was 2%. The pressure drop at the rod bundle was calculated and compared with the experimental data; it showed an error of 8%, demonstrating the simulation accuracy. In the flow analysis, the flow velocity and secondary flow at different domains were calculated, and vortex generation was also observed. Finally, through the fluid solid interaction analysis, the fuel rod displacements caused by flow-induced vibrations were calculated. Then, calculated displacement PSD at maximum displacement happed point.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
/
v.28
no.8
s.227
/
pp.929-936
/
2004
In the present work, shape of the mixing vane in Plus7 fuel assembly has been optimized numerically using three-dimensional Reynolds-averaged Navier-Stokes analysis of flow and heat transfer. Standard $k-{\epsilon}$ model is used as a turbulence closure. The Response surface method is employed as an optimization technique. The objective function is defined as a combination of heat transfer rate and inverse of friction loss. Bend angle and base length of mixing vane are selected as design variables. Thermal-hydraulic performances for different shapes of mixing vane have been discussed, and optimum shape has been obtained as a function of weighting factor in the objective function.
Three-dimensional structures of a vortical flow field and heat transfer characteristics in a partially blocked 7-pin fuel assembly mock-up of sodium-cooled fast reactor have been investigated through a numerical analysis using a commercial computational fluid dynamics code, ANSYS CFX. The simulation with the SST turbulence model agrees well with the experimental data of outlet and cladding wall temperatures. From the analysis on the limiting streamline at the wall, multi-scale vortexes developed in axial direction were found around the blockage. The vortex core has a high cladding wall temperature, and the attachment line has a low cladding wall temperature. The small-scale vortex structures significantly enhance the convective heat transfer because it increases the turbulent mixing and the turbulence kinetic energy. The large-scale vortex structures supply thermal energy near the heated cladding wall surface. It is expected that control of the vortex structures in the fuel assembly plays a significant role in the convective heat transfer enhancement. Furthermore, the blockage plate and grid spacer increase the pressure drop to about 36% compared to the bare case.
Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
/
1996.05c
/
pp.21-26
/
1996
Recently several PWR Nuclear Plant experienced fuel rod fretting wear failures due to Flow Induced Vibration. When such multi-span supported fuel assembly has vibration excitation, it is important to know how fretting wears are progress and when the fuel rods are start to failure. In this study, we estimate the amount of wear depth using Archard theory when the fuel rod starts to relative motion against spacer grid dimples.
Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering
/
v.14
no.6
/
pp.512-519
/
2004
This paper described the free vibration characteristics of Optimized H Type (OHT) spacer grids (SG) supporting the PWR fuel rod. The vibration test and the finite element (FE) analysis are performed under the free boundary condition and the clamped at two points (or three points) in the bottom which is the same one as the experimental condition for the dummy rod continuously supported by spacer grids. A modal test is conducted by the impulse excitation method using an impulse hammer and an accelerometer, and the TDAS module of the I-DEAS software is used to acquire and analyze the sensor signals. The softwares related to the FE analysis are the I-DEAS for the geometrical shape modeling and meshing, and the ABAQUS for solving. The fundamental frequency of the OHT SG by experiment under a clamped condition at two points is 175.18 Hz, and shows a bending mode. We think there is no resonance between the fuel rod and the SG because the SG's frequency is higher than that of the fuel rod existing in the range from 30 to 120 Hz. The fundamental frequency of the SG under the free boundary condition is 349.2 Hz showing a bending mode, and the results between the test and the analysis have a good agreement with maximum 7 % in error It is also found that the FE analysis model of the OHT SGs to analyze an impact, a buckling and vibration et al. has been generated with reliability.
During the last four decades, 16 Pressurized Water Reactors (PWR) and 4 Pressurized Heavy Water Reactors (PHWR) have been constructed and operated in Korea, and nuclear fuel technology has been developed to a self-reliant state. At first, the PWR fuel design and manufacturing technology was acquired through international cooperation with a foreign partner. Then, the PWR fuel R&D by Korea Atomic Energy Research Institute (KAERI) has improved fuel technology to a self-reliant state in terms of fuel elements, which includes a new cladding material, a large-grained $UO_2$ pellet, a high performance spacer grid, a fuel rod performance code, and fuel assembly test facility. The MOX fuel performance analysis code was developed and validated using the in-reactor test data. MOX fuel test rods were fabricated and their irradiation test was completed by an international program. At the same time, the PWR fuel development by Korea Nuclear Fuel (KNF) has produced new fuel assemblies such as PLUS7 and ACE7. During this process, the design and test technology of fuel assemblies was developed to a self-reliant state. The PHWR fuel manufacturing technology was developed and manufacturing facility was set up by KAERI, independently from the foreign technology. Then, the advanced PHWR fuel, CANFLEX(CANDU Flexible Fuelling), was developed, and an irradiation test was completed in a PHWR. The development of the CANFLEX fuel included a new design of fuel rods and bundles.. The nuclear fuel technology in Korea has been steadily developed in many national R&D programs, and this advanced fuel technology is expected to contribute to a worldwide nuclear renaissance that can create solutions to global warming.
To improve the heat transfer efficiency of the reactor fuel assembly, it is necessary to accurately calculate the two-phase flow boiling characteristics and the critical heat flux (CHF) in the fuel assembly. In this paper, a Eulerian two-fluid model combined with the extended wall boiling model was used to numerically simulate the 5 × 5 fuel rod bundle with spacer grids (four sets of mixing vane grids and four sets of simple support grids without mixing vanes). We calculated and analyzed 11 experimental conditions under different pressure, inlet temperature, and mass flux. After comparing the CHF and the location of departure from the nucleate boiling obtained by the numerical simulation with the experimental results, we confirmed the reliability of computational fluid dynamic analysis for the prediction of the CHF of the rod bundle and the boiling characteristics of the two-phase flow. Subsequently, we analyzed the influence of the spacer grid and mixing vanes on the void fraction, liquid temperature, and secondary flow distribution. The research in this article provides theoretical support for the design of fuel assemblies.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.