초록 ▼

본 보고서는 일체형원자로 기계설계기술개발 과제의 최종 종료보고서로서, SMART 계통 및 노심 특성을 수용할 수 있는 원자로집합체구조모델 완성, 정상상태해석 및 내진해석, 설계시방서 생산, 주요 기기 응력해석, 구조건전성 평가, 제작성 검토, 유지ㆍ보수방안 수립, 연계자료생산 등에 대해 수행한 내용을 기술한다. 기술설계 적용 기술 기준 및 설계요건 확립을 위해 GDC 각 항목별 요건을 SMART 설계 특성 및 현황과 비교하여 그 적용성을 평가하고 예상되는 문제점을 도출하였으며 상용로 가동중검사 기술기준 (KEPIC MN)을 항목별로

본 보고서는 일체형원자로 기계설계기술개발 과제의 최종 종료보고서로서, SMART 계통 및 노심 특성을 수용할 수 있는 원자로집합체구조모델 완성, 정상상태해석 및 내진해석, 설계시방서 생산, 주요 기기 응력해석, 구조건전성 평가, 제작성 검토, 유지ㆍ보수방안 수립, 연계자료생산 등에 대해 수행한 내용을 기술한다. 기술설계 적용 기술 기준 및 설계요건 확립을 위해 GDC 각 항목별 요건을 SMART 설계 특성 및 현황과 비교하여 그 적용성을 평가하고 예상되는 문제점을 도출하였으며 상용로 가동중검사 기술기준 (KEPIC MN)을 항목별로 요약하고 SMART의 구조적 특성에 따른 적용성을 평가하였다. 노심 최적화 작업결과에 따른 49개의 CEDM 수용을 위하여 원자로 압력용기를 비롯한 내부 고조물 전반에 걸친 수정, 보완작업을 완료하고, 증기발생기 노즐의 압력용기 측면 배치, MCP 임펠러를 통과하는 냉각제의 유로변경을 수용하여 압력용기, 가압기, 증기발생기 주변 구조물 등 연계구조물의 설계 변경과 기기 배치를 완료하였다. 이러한 설계 항목을 반영하여 SMART 원자로집합체의 요소 기기 싸이징을 완료하고 기기 도면 및 3차원 구조 모델링을 완성하였으며, 설계 Update를 반영한 원자로집합체 해석모델을 완성하고 정상상태 해석, 내진해석, 배관파단 해석을 수행하여 기본설계 단계에서의 구조적 건전성을 확인하였다또한 설계자 관점에서 제작성을 평가하고, 유지ㆍ부수 방안, 핵연료 교체 방안, 주요 기기 교체방안을 수립하여 설계 개발되는 SMART가 제작, 조립, 운전을 통해 구현성이 확보될 수 있도록 하였다

Abstract ▼

This report is the final documentation of the “Development of Mechanical Design Technology for Integral Reactor” which describes the design activities including reactor vessel assembly structural modelling, normal operation and transient analysis, preparation of design specification, major component

This report is the final documentation of the “Development of Mechanical Design Technology for Integral Reactor” which describes the design activities including reactor vessel assembly structural modelling, normal operation and transient analysis, preparation of design specification, major component stress analysis, evaluation of structural integrity, review off abricability, maintenance and repair scheme, etc To establish the design requirements and applicable codes and standards. each GDC criterion was reviewed regarding the SMART structural characteristics and design status, and then the applicability and point of issues were evaluated To accomodate the result of the core optimization program, modification of pressure vessel and reactor internal components were carried out. SG nozzles were rearranged to penetrate the pressure vessel wall instead of the annular cover. Coolant flow path through the MCP impeller was revised and the adjacent structures were modified. Dynamic analysis model was developed reflecting all the structural changes to perform the seismic and BLPB analysis. Fracture mechanics evaluation on the structural integrity of the reactor pressure vessel was also conducted. Besides, equipment maintenance and replacement plan including the refueling scheme was discussed to confirm the embodiment of SMART through construction and operation

목차 Contents

• 제 1 장. 서 론...29
• 제 1 절. 연구 배경...29
• 제 2 절. 연구 목표 및 내용...32
• 제 2 장. 국내ㆍ외 기술개발 현황...37
• 제 1 절. 국외 기술개발 현황...37
• 제 2 절. 국내 기술개발 현황...40
• 제 3 장. 연구개발 수행내용 및 결과...43
• 제 1 절. SMART 기계설계 기본요건 및 설계기준...43
• 제 2 절. 원자로 압력용기...48
• 제 3 절. 원자로집합체 지지구조물 및 내부차폐탱크...58
• 제 4 절. 가압기집합체...65
• 제 5 절. 노심지지배럴 집합체 및 측면차폐통 집합체...99
• 제 6 절. 펌프 구조물 및 증기발생기 주변기기...117
• 제 7 절. 상부안내구조물 집합체...126
• 제 8 절. 급수 및 증기 배관계통...153
• 제 9 절. 중앙덮개 영응력 해석...173
• 제 10 절. 하단차폐판의 동적거동 해석...185
• 제 11 절. 원자로 압력용기 가압열충격 해석...205
• 제 12 절. 3차원 유한요소 응력 성분의 선형화 방안...217
• 제 13 절. 유체 속에 잠긴 원통의 동특성 계산을 위한 등가밀도 적용방안...231
• 제 14 절. 유체로 연성된 두 원판의 동적 해석...256
• 제 15 절. 반타원 표면균열의 요소망 생성 및 응력확대계수 평가...285
• 제 16 절. 유체부가질량 계산용 프로그램 K-HYDRO...294
• 제 17 절. 응답스펙트럼 산출용 프로그램 V-RESP...317
• 제 18 절. 자기잠금 장치를 이용한 핵연료체결기...325
• 제 19 절. 연료 재장전 및 주요기기 교체 개념...335
• 제 20 절. SMART 제작성 검토...353
• 제 21 절. 원자로집합체 내진해석...406
• 제 22 절. 원자로집합체 배관파단해석...426
• 제 23 절. 원자로집합체 주요 기기 응력해석...432
• 제 24 절. 원자로 압력용기의 파괴역학적 건전성 평가...453
• 제 25 절. 주요 기기 설계시방서 설계하중 생산...461
• 제 26 절. 원자로 압력용기 및 노심지지배럴 피로해석...471
• 제 4 장. 연구개발 목표 달성도 및 대외 기여도...481
• 제 5 장. 연구개발 결과의 활용계획...483
• 제 6 장. 참고문헌...485