• 시스템엔지니어링학술지
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• 제12권1호
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• pp.89-103
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• 2016

Due to safety of the plant, it became very clear the importance of study occurrence reactor coolant system (RCS) issues specially the primary water stress corrosion cracking (PWSCC). The Systems Engineering (SE) approach is characterized by the application of a structured engineering methodology for the design of a complex system or component. Robotic devices have been used for internal inspection, maintenance and performing remote welding and inspection in high-radiation areas. In this paper, PWSCC overview and inlay and over lay welding methodology introduced, concept of robotic device that can be inserted into the piping via Steam Generator (SG) main way to access to primary piping of pressurized water reactor (PWR) is developed based on SE methodology. A 3D model of the inspection system was developed along with the APR1400 (Advanced Power Reactor)reactor coolant systems (RCS) and internals with virtual 3D simulation of the operation for visualization to prove the validity of the concept.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제46권5호
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• pp.633-640
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• 2014

In this research, the surface roughness affecting the pressure drop in a pipe used as the steam generator of a PWR was studied. Based on the CFD (Computational Fluid Dynamics) technique using a commercial code named ANSYS-FLUENT, a straight pipe was modeled to obtain the Darcy frictional coefficient, changed with a range of various surface roughness ratios as well as Reynolds numbers. The result is validated by the comparison with a Moody chart to set the appropriate size of grids at the wall for the correct consideration of surface roughness. The pressure drop in a full-scale U-shaped pipe is measured with the same code, correlated with the surface roughness ratio. In the next stage, we studied a reduced scale model of a U-shaped heat pipe with experiment and analysis of the investigation into fluid-structure interaction (FSI). The material of the pipe was cut from the real heat pipe of a material named Inconel 690 alloy, now used in steam generators. The accelerations at the fixed stations on the outer surface of the pipe model are measured in the series of time history, and Fourier transformed to the frequency domain. The natural frequency of three leading modes were traced from the FFT data, and compared with the result of a numerical analysis for unsteady, incompressible flow. The corresponding mode shapes and maximum displacement are obtained numerically from the FSI simulation with the coupling of the commercial codes, ANSYS-FLUENT and TRANSIENT_STRUCTURAL. The primary frequencies for the model system consist of three parts: structural vibration, BPF(blade pass frequency) of pump, and fluid-structure interaction.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제30권5호
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• pp.424-434
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• 1998

RELAP5/Mod3.1 code was assessed with the semiscale experiment S-NC-3, and S-NC-4, which simulated the two-phase natural circulation and reflux condensation for the SBLOCA of PWR, respectively . Test S-NC-3 and S-NC-4 calculation results showed that RELAP5/Mod3.1 quite well describes the influence of steam generator secondary side heat transfer degradation on both two-phase natural circulation and reflux condensation. A comparison between the calculated and measured two-phase mass flow rate in test S-NC-3 shows good agreement for primary mass inventory more than 92%. And RELAP5/Mod3.1 have a good mass flow rate prediction capability for the transient such as S-NC-4 except some flow oscillations. The reflux flow rate for S-NC-4 test is under predicted, and the overall results verify that the correct prediction of the reduced liquid level appears to be required for the correct calculation of the overall phenomena.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제13권3호
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• pp.322-327
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• 2003

가압경수로 원자력 발전소의 증기발생기 수위는 유량의 변동에 상반되는 수축(shrink)과 팽창(swell) 효과 등의 특성을 가지고 있으므로 제어가 어려운 대상으로 알려져 있다. 본 논문에서는 신경망을 이용하여 원자력발전소에서 사용되고 있는 두 개의 PI 제어기 중 부적절한 게인으로 조정된 제어기를 먼저 선택하고, 선택된 제어기의 게인을 퍼지 논리를 적용하여 조정하도록 구성하였다. 게인 조정을 위해 사용되는 기본 정보는 수위, 급수량, 그리고 증기량이다. 이 세 가지의 정보를 바탕으로 신경망을 통해 수위 제어기 또는 급수량 제어기 둘 중 하나의 제어기가 선택한 후 퍼지 자기동조기(self-tuner)를 이용하여 PI 제어기의 게인을 알맞게 조정하게 된다. 퍼지 자기동조기의 규칙은 증기발생기의 상태를 표현하는 입ㆍ출력 데이터의 특성으로부터 추출하였다. 이상의 두 과정을 통해 적절한 제어기를 선택하고, 선택된 제어기의 게인을 알맞게 조정하는 것이 본 논문의 목적이다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제27권1호
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• pp.53-66
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• 1995

현재 사용중인 Non-LOCA 해석용 인허가 코드들은 특정한 형태의 가압경수로에 맞게 짜여진 것들이어서 모든 형태의 가압 경수로에 적용할 수 있는 범용 코드의 개발이 필요한 실정이다. 이를 위하여 한국원자력연구소에서는 웨스팅하우스 및 CE형 발전소에 공히 적용할 수 있는 과도현상 해석 코드인 TASS 로드를 개발하고있다. 이 TASS 코드는 실시 간 보다 빠르게 핵증기계통에 대한 모의 계산을 수행하며 대화식의 입출력을 통하여 사용자가 원하는 과도현상을 정확히 모사할 수 있다. 본 논문에서는 웨스팅하우스형 발전소에 대하여 TASS 코드를 적용하여 Non-LOCA 인허가 해석을 하기 위한 검증을 위해, 교류 전원 상실사고와 부하상실사고에 대하여 발전소 실측자료와의 비교계산을 수행하였고 주급수관 파단사고, 펌프축 고착사고, 증기발생기 세관 파열사고 및 주증기관 파단사고들에 대하여 대형코드인 RELAP5 /MOD3 코드와의 비교계산을 수행하였다.

• Corrosion Science and Technology
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• 제10권5호
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• pp.175-179
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• 2011

The transportation and deposition of iron corrosion products are important elements that affect both the steam generator (SG) integrity and secondary system in pressurized water reactor (PWR) nuclear power plants. Most of iron corrosion products are generated on carbon steel materials due to flow accelerated corrosion (FAC). The several parameters like water chemistry, temperature, hydrodynamic, and steel composition affect FAC. It is well established that the at-temperature pH of the deaerated water system has a first order effect on the FAC rate of carbon steels through nuclear industry researches. In order to reduce transportation and deposition of iron corrosion products, increasing pH(t) tests were applied on secondary system of A, B units. Increasing pH(t) successfully reduced flow accelerated corrosion. The effect of increasing pH(t) to inhibit FAC was identified through the experiment and pH(t) evaluation in this paper.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제50권8호
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• pp.1306-1313
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• 2018

The randomness and incipient nature of certain faults in reactor systems warrant a robust and dynamic detection mechanism. Existing models and methods for fault diagnosis using different mathematical/statistical inferences lack incipient and novel faults detection capability. To this end, we propose a fault diagnosis method that utilizes the flexibility of data-driven Support Vector Machine (SVM) for component-level fault diagnosis. The technique integrates separately-built, separately-trained, specialized SVM modules capable of component-level fault diagnosis into a coherent intelligent system, with each SVM module monitoring sub-units of the reactor coolant system. To evaluate the model, marginal faults selected from the failure mode and effect analysis (FMEA) are simulated in the steam generator and pressure boundary of the Chinese CNP300 PWR (Qinshan I NPP) reactor coolant system, using a best-estimate thermal-hydraulic code, RELAP5/SCDAP Mod4.0. Multiclass SVM model is trained with component level parameters that represent the steady state and selected faults in the components. For optimization purposes, we considered and compared the performances of different multiclass models in MATLAB, using different coding matrices, as well as different kernel functions on the representative data derived from the simulation of Qinshan I NPP. An optimum predictive model - the Error Correcting Output Code (ECOC) with TenaryComplete coding matrix - was obtained from experiments, and utilized to diagnose the incipient faults. Some of the important diagnostic results and heuristic model evaluation methods are presented in this paper.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제24권4호
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• pp.215-223
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• 1999

PWR 원전 증기발생기 수실의 방사선장 특성과 그곳에서 작업하는 종사자의 유효선량을 몬테칼로 시뮬레이션으로 평가하였다. 선원항으로는 고리1호기 증기발생기 방사화물 분석결과가 사용되었으며 유효선량 평가에는 MCNP4A코드와 MIRD형 성별 수학적 인형 모의피폭체가 사용되었다. 수실 내부 방사선장은 U튜브 영역에서 내려오는 방사선이 지배적이었으며 극각에 대해 근사적으로 코사인 분포를 나타내었다 유효선량률은 표준성인과 체격이 작은 성인(이 목적으로 15세 모의피폭체가 사용되었다.)의 경우 각각 36.22$mSvh^{-1}$와 37.06$mSvh^{-1}$로서 체격의 영향은 경미했다. 한편, 모의피폭체의 머리, 가슴 및 하복부에 해당하는 위치에서 평가된 조사선량률과 에너지스펙트럼에 대해 ICRU47에서 주어진 주위선량당량 환산계수를 이용해 평가한 등가선량률은 각각 119, 71, 및 58 $mSvh^{-1}$로 나타났다. 따라서 개인선량계 판독에서 얻는 심부선량 또는 유효선량은 앞서 계산한 유효선량률의 2배 정도가 될 것으로 보인다. 이 사실은 일반적인 개인선량계의 경사입사 방사선에 대한 과대/과소 평가 특성과 함께 비정규, 고선량률 방사선장에 종사하는 작업자의 선량계측 계획 및 결과의 해석에 매우 신중해야 함을 알려준다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제49권5호
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• pp.928-940
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• 2017

An experiment using the $Prim{\ddot{a}}rkreisl{\ddot{a}}ufe$ Versuchsanlage (PKL) was performed for the OECD/NEA PKL-3 Project as a counterpart to a previous test with the large-scale test facility (LSTF) on a cold leg smallbreak loss-of-coolant accident with an accident management (AM) measure in a pressurized water reactor. Concerning the AM measure, the rate of steam generator (SG) secondary-side depressurization was controlled to achieve a primary depressurization rate of 200 K/h as a common test condition; however, the onset timings of the SG depressurization were different from each other. In both tests, rapid recovery started in the core collapsed liquid level after loop seal clearing, which caused whole core quench. Some discrepancies appeared between the LSTF and PKL test results for the core collapsed liquid level, the cladding surface temperature, and the primary pressure. The RELAP5/MOD3.3 code predicted the overall trends of the major thermal-hydraulic responses observed in the LSTF test well, and indicated a remaining problem in the prediction of primary coolant distribution. Results of uncertainty analysis for the LSTF test clarified the influences of the combination of multiple uncertain parameters on peak cladding temperature within the defined uncertain ranges.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제28권2호
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• pp.137-149
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• 1996

본 연구는 불란서 CEA에서 수행한 부분충수 운전 중 잔열제거계통 기능 상실사고 실험인 BETHSY 실험 6.9c를 CATHARE2 코드를 이용하여 분석하였다. BETHSY 6.9c 실험은 잔열제거 계통 기능상 실시 가압기와 중기발생기 출구공동의 Manway를 통해 노심에서 발생한 증기를 제거하여 계통의 가압 정도를 시험한 것이다. 연구의 주요목적은 사고발생시 예상되는 주요 물리적 현상의 이해와 과도기에 영향을 미치는 민감 변수를 확인하고 CATHARE2 코드의 예측능력을 평가하여, 실제원전의 유사사고 해석에 대한 신뢰성을 확보하는 것이다. 연구결과 CATHARE2 코드는 실험을 통해 관측된 주요 물리적 현상들을 타당하게 예측하였으나, 가압기와 밀림관의 DP를 과대 예측하여 원자로 상부공동의 최대압력을 실험보다 약 7kPa 높게 예측하였다. 노심 노출시간도 노심에서 기포율 분포를 비현실적으로 예측하여 실험보다 약 500초 지연되었다. 실험과 코드의 모의결과를 통하여 노심 노출은 중력주입에 의한 냉각수 보충만으로 충분히 회복될 수 있음을 확인하였다. CATHARE2 코드는 비록 상세한 현상들에 대해 다소 불화실성을 내포하였으나, 전반적인 거동분석에는 타당한 것으로 판단된다.