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원자력수소 생산기술 및 실증사업;수소생산용 초고온가스로 예비개념 설계 및 요소기술 개발
Development and Demonstration of Nuclear Hydrogen Production Technology;Preliminary Conceptual Design and Development of Core Technology of Very High Temperature Gas-Cooled Reactor Hydrogen Production 원문보기

보고서 정보
주관연구기관 한국원자력연구소
Korea Atomic Energy Research Institute
연구책임자 장종화
참여연구자 강흥석 , 길충섭 , 김강석 , 김경두 , 김대환 , 김도헌 , 김동옥 , 김동하 , 김민환 , 김봉구 , 김상백 , 김성호 , 김시형 , 김연구 , 김영민 , 김용희 , 김우곤 , 김웅기 , 김원주 , 김응선 , 김종범 , 김종태 , 김종호 , 김홍표 , 나상호 , 노병철 , 노재만 , 류우석 , 박근배 , 박수용 , 박순동 , 박원석 , 박재원 , 박종균 , 박지연 , 박창제 , 배성원 , 서경원 , 송기남 , 송재승 , 신영준 , 양용식 , 양준언 , 오동석 , 오승철 , 윤경호 , 윤지현 , 이강희 , 이기영 , 이승욱 , 이영우 , 이영진 , 이용선 , 이원재 , 이윤환 , 이재원 , 이정원 , 이정찬 , 이현철 , 이형연 , 인왕기 , 임홍식 , 전지수 , 전태현 , 정경채
보고서유형최종보고서
발행국가대한민국
언어 한국어
발행년월2006-05
과제시작연도 2005
주관부처 과학기술부
사업 관리 기관 한국과학재단
Korea Science and Engineering Foundtion
등록번호 TRKO200600002201
과제고유번호 1350007698
사업명 원자력연구개발사업
DB 구축일자 2013-04-18
키워드 원자력수소.초고온가스로.페블.프리즘.피복입자핵연료.열화학수소.Nuclear hydrogen.VHTR.Pebble.Prism.TRISO.IS Thermo-chemical.

초록 ▼

1. 연구개발목표 및 내용
o 수소생산실증로의 예비 개념모델 개발
o 초고온가스로 요소기술 개발
o 피복입자핵연료 요소기술 개발
2. 연구결과
o 수소생산실증로 예비개념 모델개발
- 노심비교분석 (Pebble형 및 Prism 형) 및 위험도정보활용 개념설계 기술개발
- 예비개념모델 개발, 개념설계 해석체계 및 방법론 개발
o 초고온가스로 요소기술 개발
- 원자로설계 요소기술 분석
- 고온재료 기초물성평가 및 선정시험, 재료특성자료 수집 분석 및 기초실험
- 수소생산공정 평가

Abstract ▼

For the nuclear hydrogen production system, the VHTR technology and the IS cycle technology are being developed. A comparative evaluation on the block type reactor and the pebble type reactor is peformed to decide a proper nuclear hydrogen production reactor. 100MWt prismatic type reactor is tentati

목차 Contents

  • 제 1 장 연구개발과제 의 개요...48
  • 제 1 절 연구개발의 목표...48
  • 제 2 절 연구개발의 필요성...48
  • 제 3 절 연구개발의 범위...50
  • 1. 수소생산실증로 예비개념 모델 개발...50
  • 2. 초고온가스로 요소기술 개발...52
  • 3. 피복입자핵연료 제조요소기술 개발...53
  • 4. 피복입자핵연료 성능평가기술 개발...55
  • 제 4 절 참고문헌...56
  • 제 2 장 국내외 기술개발 현황...58
  • 제 1 절 국내 기술개발현황...58
  • 제 2 절 국외 기술개발현황...58
  • 1. 원자로 설계...59
  • 2. 핵 연료...59
  • 3. 고온 재료...60
  • 4. 노심 구조재 - 흑연...61
  • 제 3 절 참고문헌...62
  • 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과...64
  • 제 1 절 수소생산실증로 예비 개념모델 개발...64
  • 1. 노심 비교 분석...64
  • 가. 참조 노심 및 계통...64
  • 나. 노심 핵 특성 분석...88
  • 다. 계통열유체분석...109
  • 라. 안전성 분석...129
  • 2. 위험도정보활용 개념설계기술 개발...166
  • 가. 수소생산용 초고온가스로 단순위험도 평가기술 개발...166
  • 나. 위험도정보 활용 예비 개념설계 요건 평가기술 개발...176
  • 다. 수소제조 공정에서의 사고이력 조사 및 원인분석[3.1-126]...181
  • 3. 예비 개념모델 개발...183
  • 가. 실증로 예비 개념모델...183
  • 나. 열교환기 예비 개념모델...194
  • 다. 냉각 압력 용기 예비 개념모델...207
  • 4. 예비 개념설계 해석체계/방법론 개발 및 검증...220
  • 가. 핵설계 해석체계 및 방법론 개발...221
  • 나. 열유체/안전해석 체계 개발...296
  • 5. 소형 가스루프 설계...336
  • 가. 소형가스루프 개요...336
  • 나. 일차계통 설계...336
  • 다. 이차계통 설계...340
  • 라. 측정 및 제어...340
  • 마. 결과 및 논의...341
  • 바. 결론...342
  • 6. 페블노심의 다차원 온도 및 유동장 연구...345
  • 가. 난류유동실험 및 CFD 난류모델 비교 (Task-1)...345
  • 나. 페블노심 국부 유동장 및 열전달 분석 (Task-2)...346
  • 다. 사고유동실험 및 CFD 코드 적용성 평가 (Task-3)...346
  • 라. 노심입구영역 및 상승채널 설계변수 민감도 분석 (Task-4)...347
  • 마. 유효접촉열전달 모델의 실험적 도출 (Task-5)...348
  • 7. 참고문헌...355
  • 제 2 절 초고온가스로 요소기술 개발...363
  • 1. 원자로설계 요소기술 분석...363
  • 가. 개념설계 핵심 설계기술 우선순위 및 주요현안 도출...363
  • 나. 기기 및 기계구조 설계...367
  • 2. 고온재료 기초물성평가 및 선정시험...405
  • 가. 흑연재료...405
  • 나. 고온금속재료...434
  • 다. 코팅 및 이온 빔 믹싱 기술...470
  • 3. 재료특성 자료 수집 분석 및 기초실험...487
  • 가. 흑연재료...487
  • 나. 고온금속재료...508
  • 4. 수소생산공정 평가기술 개발 및 기초실험...549
  • 가. 표준화학 반응계 기준 평가기술...549
  • 나. ChemCAD 상용코드에 의한 평가기술...550
  • 다. MMI 사이클 기초실험...559
  • 5. 참고문헌...577
  • 제 3 절 피복입자핵연료 제조 요소기술 개발...584
  • 1. 연료핵 제조 실험장치 제작...584
  • 가. 졸-겔 공정에 의한 연료핵 제조...584
  • 나. 실험장치 제작...593
  • 다. 예비 제조조건 수립...594
  • 2. 예비연료핵 특성 분석...598
  • 가. 내부겔화법에 의한 예비연료핵...598
  • 나. 외부겔화법?? 및 특성분석...604
  • 4. 피복장치 설계 및 제작...604
  • 가. 유동층 모사 시험...604
  • 나. SiC 코팅을 위한 장치 설계 및 제작...610
  • 다. 증착반응을 위한 열역학 해석...613
  • 5. 모사실험을 통한 PyC/SiC 피복공정 개발...617
  • 가. Buffer PyC 증착 공정변수 시험...617
  • 나. SiC 증착 공정변수 시험...617
  • 6. PyC/SiC 예비 피복공정 수립...619
  • 가. SiC 코팅공정 조건 및 공정절차...619
  • 나. TRISO 코팅...619
  • 다. 예비 피복층 특성분석...622
  • 7. ZrC 피복공정 개발 기초실험...633
  • 가. $ZrCl_4$의 열간 거동...638
  • 나. ZrC TRISO 코팅 입자 제조를 위한 장치 제작...640
  • 다. ZrC 코팅 예비 공정시험...640
  • 8. 국제 협력...643
  • 가. NUKEM 기술 도입...643
  • 9. 위탁과제 보고서 요약...646
  • 가. TRISO 핵연료를 위한 CVD 공정 기초 기술 개발...646
  • 나. HTGR용 TRISO 핵연료 특성평가 기술 개발...646
  • 다. 피복 핵연료 노내 미세조직 변화를 위한 기초연구...647
  • 라. 액적낙하법을 이용한 핵연료 미세구 제조기술 개발...648
  • 마. 피복입자 핵연료 물성-성능 DB 구축...649
  • 바. 선원항 평가 방법론 및 삼중수소 거동 메카니즘 분석...650
  • 10. 참고문헌...652
  • 제 4 절 피복입자핵연료 성능 평가기술 개발...656
  • 1. 피복입자핵연료 설계자료 수집 및 분석...656
  • 2. 피복입자핵연료 예비개념 모델설정...657
  • 가. 주요 설계인자 도출...657
  • 나. 주요 노내거동...657
  • 3. 피복입자핵연료 기계적 거동 분석모델 개발...658
  • 가. TRISO 입자 응력 해석...658
  • 나. TRISO 입자 온도 해석...659
  • 4. 피복입자핵 연료 조사특성 분석...660
  • 가. 정상상태의 핵연료 거동...661
  • 나. 조사시 핵연료 파손기구...664
  • 다. 비정상시의 핵연료 거동 (조사후 사고조건에서의 실험)...667
  • 라. 하나로 조사시험 장치 개발 현황 및 피복입자 핵연료 조사시험 예비평가...667
  • 5. 피복입자핵연료 예비 성능분석모델 개발...671
  • 6. 참고문헌...674
  • 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도...676
  • 제 5 장 연구개발결과의 활용계획...678
  • 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술 정보...680

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참고문헌 (25)

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