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SUMMARY
Contents
목차
제1장 연구개발과제의 개요 24
제1절 연구개발의 필요성 24
제2절 연구개발 목표 및 내용 25
1. 최종목표 25
2. 단계 목표 및 내용 25
제2장 국내·외 기술개발 현황 27
제1절 국외 기술개발 현황 27
제2절 국내 기술개발 현황 29
제3절 국내·외 기술개발 현황에서 차지하는 위치 30
제3장 연구개발 수행 내용 및 결과 32
제1절 STELLA-1을 이용한 성능시험 32
1. DHX 성능시험 32
2. AHX 성능시험 59
3. 기계식 소듐 펌프 성능시험 86
제2절 STELLA-2 기본설계 109
1. 종합효과시험 기술현황 분석 109
2. STELLA-2 실험 매트릭스 설정 115
3. 실험장치 설계기준 120
4. 실험장치 구성 및 계통별 설계요건 123
5. STELLA-2 주계통 기본설계 137
6. STELLA-2 보조계통 기본설계 192
7. STELLA-2 계측/제어/자료처리계통 설계 206
제3절 능동잔열제거 열교환기 열전달 및 유동 특성 시험 209
1. 시험요건 및 장치설계기준 설정 209
2. SELFA 장치 상세 설계, 제작 및 설치 224
제4절 IHTS&ADHRS EM pump 시험요건 설정 및 시험시설 설계 238
1. IHTS EM pump 시험요건 설정 및 시험시설 설계 238
2. ADHRS EM pump 시험요건 설정 및 시험시설 설계 252
제4장 목표 달성도 및 관련분야에의 기여도 266
제5장 연구개발 결과의 활용계획 270
제6장 연구개발과정에서 수집한 해외 과학정보 272
제7장 연구시설·장비 현황 277
제8장 참고문헌 278
서지정보양식 285
BIBLIOGRAPHIC INFORMATION SHEET 286
그림 1-1. STELLA-1 실험용 모의 DHX 형상 32
그림 1-2. SHXSA 전산코드 유동채널 개념도 34
그림 1-3. DHX 수평/수직단면에서의 속도 및 온도분포 38
그림 1-4. SFR 원형로 DHRS 운전조건과 STELLA-1 DHX 시험조건 비교 40
그림 1-5. 정상상태에서의 소듐온도(a)와 소듐유량(b) 41
그림 1-6. 시험결과와 SHXSA 계산값의 출구온도 비교 55
그림 1-7. 시험결과와 SHXSA 계산값의 전열량 비교 55
그림 1-8. DHX 열손실 계산을 위한 1차원 정상상태 열전달 모델링 57
그림 1-9. DHX 전열 등가회로 57
그림 1-10. STELLA-1 실험용 모의 AHX 형상 59
그림 1-11. AHXSA 전산코드 유동채널 개념도 64
그림 1-12. 원관군 배열 및 수치해석 모형 65
그림 1-13. Zhukauskas 상관식의 Drag 및 Nusselt 수 66
그림 1-14. 원관 배열의 온도장, 압력장, 속도장 67
그림 1-15. STELLA-1 AHX 수평/수직단면에서의 온도 및 속도분포 68
그림 1-16. AHXSA 전산코드와 CFD 해석결과 비교 68
그림 1-17. SFR 원형로 DHRS 운전조건과 STELLA-1 AHX 시험조건 비교 69
그림 1-18. 반복 시험 오차 75
그림 1-19. 실험치와 AHXSA 코드 계산 결과간 출구 온도 비교 78
그림 1-20. AHX 열전달 개념도 79
그림 1-21. AHX 전열 등가회로 79
그림 1-22. 열손실 81
그림 1-23. 오차 요인을 반영한 실험치와 AHXSA 코드 계산 결과간 전열량 비교 85
그림 1-24. 펌프 물환경 성능 시험장치 개략도 87
그림 1-25. 기계식 소듐 펌프 소듐 환경 성능시험 계통 구성도 88
그림 1-26. 저회전수-고회전수 시운전 결과 98
그림 1-27. 기계식 소듐펌프 정격유량 대비 정격성능곡선(물환경), 1/2/3차 평균 100
그림 1-28. 기계식 소듐펌프 정격유량 대비 성능곡선(물환경), 1/2/3차 평균 100
그림 1-29. 기계식 소듐펌프 회전수별 정격유량 대비 성능곡선(소듐환경), 1/2/3차 평균 102
그림 1-30. 기계식 펌프 물-소듐 환경 정격유량 대비 정격성능 비교 102
그림 1-31. 물 환경 성능 시험시설 펌프 차압 측정부 103
그림 1-32. 소듐 환경 성능 시험시설(STELLA-1) 펌프 차압 측정부 103
그림 1-33. 손실수두를 보정한 펌프의 정격성능곡선 비교 106
그림 1-34. 온도에 따른 정격유량 대비 펌프 정격성능 비교 107
그림 1-35. CM-45C-0005, 정격개방, 100% 정격유량, 1차 관성서행시험 108
그림 2-1. AtheNa 장치 개념도 111
그림 2-2. AtheNa 장치 입체형상 112
그림 2-3. SADHANA 장치 개념도 114
그림 2-4. STELLA-2 실험장치 계통 개략도 125
그림 2-5. STELLA-2 실험장치 3차원 입체 구성도 126
그림 2-6. STELLA-2 실험장치 구조물 및 장치 배치 개념도 127
그림 2-7. STELLA-2 실험장치의 기기 배치 및 전체 규모 127
그림 2-8. STELLA-2 모의 원자로 용기 내부구조물 배치 개념도 138
그림 2-9. 모의 원자로용기 크기 및 내부구조물 수직위치 139
그림 2-10. 노심 모의계통 및 모형노심 배치 143
그림 2-11. 모형 전기전열봉 형상 144
그림 2-12. 모형전기전열봉 지지개념 144
그림 2-13. 모형전기전열봉 지지판 144
그림 2-14. 집합체 내 배치 144
그림 2-15. 모형노심 수직 단면도 145
그림 2-16. Core 내부 hole 부분 상세 Orifice 형상 및 제원 145
그림 2-17. Reflector 부분 상세 Orifice 형상 및 제원 145
그림 2-18. B₄C Shield 부분 상세 Orifice 형상 및 제원 145
그림 2-19. STELLA-2 펌프 모의계통(PSLS) 개략도 146
그림 2-20. 기계식 모델펌프와 전자펌프의 성능곡선 비교 147
그림 2-21. PSLS 상세 외형도 149
그림 2-22. PSLS 예비 설계도면 149
그림 2-23. 모의 IHX 입체형상 153
그림 2-24. 모의 IHX 예비 설계도면 153
그림 2-25. 펌프방출배관 파단모의계통 설계 개념 154
그림 2-26. STELLA-2 펌프배관 파단모의밸브 형상 예시 155
그림 2-27. 파단모의 밸브 설치위치 및 배관 설계제원 155
그림 2-28. IHTS 모의계통 루프 배관배치 및 절점좌표 158
그림 2-29. 모의 IHX 및 UHX 열중심 수직 이격거리 158
그림 2-30. UHX 성능인자 변화 160
그림 2-31. STELLA-2 UHX 입체형상 161
그림 2-32. UHX 예비 설계도면 161
그림 2-33. Reservoir 형상 및 설계인자 162
그림 2-34. DHRS 모의계통 배관배치 개념도 163
그림 2-35. STELLA-2 DHRS 모의계통 루프 배관배치 및 절점좌표 168
그림 2-36. 모의 열교환기 열중심 수직 이격거리 169
그림 2-37. STELLA-2 모의 UHX 입체형상 173
그림 2-38. 모의 DHX 예비 설계도면 173
그림 2-39. 모의 AHX 입체형상 178
그림 2-40. 모의 AHX 예비 설계도면 178
그림 2-41. 모의 FHX 입체형상 183
그림 2-42. 모의 FHX 예비 설계도면 183
그림 2-43. DHRS 모의계통 소듐팽창탱크 형상 및 설계인자 184
그림 2-44. 모의 RV 개념도 186
그림 2-45. 모의 원자로용기 및 내부구조물 제원 186
그림 2-46. 전체 유한요소해석 모델 186
그림 2-47. Transient 조건 186
그림 2-48. 온도분포(4.25 hr) 187
그림 2-49. 등가 응력분포(4.25 hr) 187
그림 2-50. 선형화 단면(Redan 코너부) 188
그림 2-51. Redan 코너부의 손상평가 결과 188
그림 2-52. STELLA-2 배관계통 모델 189
그림 2-53. STELLA-2 모의 RV의 지지 형태 191
그림 2-54. 주요 밀봉 설계 위치 191
그림 2-55. STELLA-2 소듐 정화계통 cold trap의 형상 193
그림 2-56. STELLA-2 소듐 정화계통 요소기기 구성 및 배치 194
그림 2-57. 모의 RV 열제거량 195
그림 2-58. 모의 RVCS 공기유량 195
그림 2-59. 모의 RVCS 개념도 195
그림 2-60. 헤드플랜지 냉각계통 예비 설계개념 197
그림 2-61. 헤드플랜지 냉각계통 다차원 열유동 해석결과 197
그림 2-62. 헤드플랜지 온도분포 197
그림 2-63. Multipoint 열전대의 구조 및 개념도 206
그림 2-64. 모의 원자로용기 내부 온도 측정을 위한 계측 포인트 설정 예시 206
그림 2-65. 단위기기별 계측 및 제어계통 구성 예시 207
그림 3-1. 모의 열교환기(Model FHX) 설계 도면 214
그림 3-2. 모의 열교환기(Model FHX) 설계 개념도 214
그림 3-3. Flow guide 형상과 전열관지지 홀 구조 215
그림 3-4. 모의 열교환기의 변형 분포도(예열 상태) 216
그림 3-5. 외곽 프레임의 Tresca 응력강도 분포도(예열 상태) 216
그림 3-6. 모의 열교환기의 변형 분포도(가동 상태) 217
그림 3-7. 외곽 프레임의 Tresca 응력강도 분포도(가동 상태) 217
그림 3-8. 원형 FHX와 SELFA 모의 열교환기 상부와 하부 챔버 형상 차이 218
그림 3-9. baffle plate 적용 시 유동 분배 해석 결과 218
그림 3-10. 각 전열관에 삽입된 열전대의 형상 개념도 219
그림 3-11. Shell측 온도 계측을 위해 설계된 multipoint TC의 제작도 219
그림 3-12. Shell 측 multipoint TC 삽입 위치 설정 220
그림 3-13. SELFA P&ID 221
그림 3-14. SELFA 장치의 주요 기기 배치 설계(GA) 224
그림 3-15. SELFA 배관 배치 설계 결과 224
그림 3-16. 전자 펌프의 예상 성능 곡선(왼쪽) 및 제작도(오른쪽) 225
그림 3-17. 소듐팽창탱크의 제작 도면 226
그림 3-18. Blower 성능 곡선(왼쪽) 및 데이터 시트(오른쪽) 226
그림 3-19. Blower 제작 도면 227
그림 3-20. SELFA용 소듐저장탱크의 사진과 도면 228
그림 3-21. Multipoint 열전대의 구조 및 개념도 230
그림 3-22. 상용 NaK 수지 충전 압력계의 저압 범위 교정 시험 결과 231
그림 3-23. PID Feedback 제어 개념도 233
그림 3-24. 배선계통도 237
그림 4-1. IHTS EM pump의 기하학적 개략도 239
그림 4-2. 환단면 선형유도 전자펌프의 원리 240
그림 4-3. IHTS EM pump의 P-Q 커브 240
그림 4-4. IHTS EM pump 실험용 소듐 루프의 개략도 244
그림 4-5. IHTS EM pump 실험용 기체 공급 및 배기 계통의 개략도 246
그림 4-6. ADHRS EM pump의 기하학적 개략도 254
그림 4-7. ADHRS EM pump의 P-Q 특성 커브 254
그림 4-8. ADHRS EM pump 실험용 소듐 루프의 개략도 258
그림 4-9. ADHRS EM pump 실험용 기체 공급 및 계통의 개략도 259
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