핵연료공학의 기초-연료의 제조 및 핵, 열 순환 설계((Introduction to Nuclear Fuel Engineering : Focused on LWR Fuel) (8) LWR Fuel Fabrication, Nuclear and Thermal-Hydromic Design)

전문가 제언

□ 경수로연료의 피복관 가공은 매우 중요한 공정이다. 원료인 지르콘샌드의 정련과정을 거쳐서 고 순도의 해면상 금속지르코늄을 얻게 된다. 용해작업은 진공 중에서 행하여지고 거의 대부분의 열처리도 진공 중에서 이루어진다. 소관은 냉간압연과 진공소둔을 반복하여 최종의 연료피복관 치수로 완성된다.

□ 현재 지르코늄합금은 개발 당초에 비해서 새로운 지르코늄합금의 개발이 진행되어, PWR분야에서는 이미 많은 종류의 것이 국내외에서 실용화되고 있다. BWR분야에서도 새로운 성분계통의 지르코늄합금이 개발되어 그 실용성이 평가되기 시작하고 있다.

□ 상업용경수로에서 정기검사 기간 중에 교체된 신 연료와 계속해서 사용되는 연소연료가 함께 다음 사이클의 노심을 구성한다. 이 교체 노심의 핵 설계는 각 노심에서 연1회 정도 수행된다. 핵 설계의 제한치의 일부는 연료의 기계설계, 열 순환 설계의 결과 얻어지는 것이고, 역으로 핵 설계의 결과는 이들의 해석에 사용된다. 일반적으로 코드의 범용성과 계산시간, 사용편이성은 상반되는 경향에 있다. 그래서 상업용경수로의 핵 설계코드는 노심타입(PWR/BWR)의 특성을 잘 고려하여 각각의 타입에 특화되어 있다.

□ 경수로연료의 열 순환 설계의 목적은 연료봉에서 발생하는 열을 효율적으로 냉각재에 전달함과 동시에 통상운전 시 및 이상운전 시에도 연료 피복관 온도를 과도하게 높이지 않고 안정되게 열 제거를 할 수 있게 하는 것이다. PWR에서는 비등천이가 시작되는 점을 DNB점이라 하고, 이때의 열 유속을 한계 열 유속이라고 부른다. 이것을 어떻게 정확히 예측하는가가 PWR의 열 순환 설계에서는 중요하다. BWR에서는 원자로의 열적여유를 평가하는 지표로서 연료집합체의 가장 열적으로 높은 위치에서 천이비등 일어나는 경우의 한계출력과 실제의 연료집합체의 출력의 비(한계출력비)를 구해서 노심 내 최소치를 열 설계의 지표로 삼고 있다.

저자

Shigeki HAGI ; Akio YAMAMOTO ; Keizo MATSUURA

자료유형

학술정보

원문언어

일어

기업산업분류

기초과학

연도

2005

권(호)

47(1)

잡지명

일본원자력학회지(A155)

과학기술
표준분류

기초과학

페이지

35~44

분석자

문*형

분석물

• 핵연료공학의 기초-연료의 제조 및 핵, 열 순환 설계.pdf [199,084 byte]

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