초록 ▼

이중냉각 환형 핵연료는 고출력 밀도가 가능한 경수로용 차세대 핵연료의 잠재력을 가지고 있다. 본 연구의 목표는 OPR-1000 원자로와 구조적으로 완전히 양립되는 이중냉각 핵연료집합체 12x12를 고안하고, 이 핵연료가 장전되었을 경우 원자로 출력은 20% 증가시키면서 핵연료 온도는 30% 감소시킬 수 있는지에 대한 타당성을 평가하는 것이다. 이를 위해 120% 출력노심에 대해 노물리, 노심 열수력 및 안전해석을 수행하였는데, 그 결과 각 분야별 주요 안전인자들이 핵연료 설계기준을 만족하는지 확인하였다. 특히 열수력 및 안전해석 결

이중냉각 환형 핵연료는 고출력 밀도가 가능한 경수로용 차세대 핵연료의 잠재력을 가지고 있다. 본 연구의 목표는 OPR-1000 원자로와 구조적으로 완전히 양립되는 이중냉각 핵연료집합체 12x12를 고안하고, 이 핵연료가 장전되었을 경우 원자로 출력은 20% 증가시키면서 핵연료 온도는 30% 감소시킬 수 있는지에 대한 타당성을 평가하는 것이다. 이를 위해 120% 출력노심에 대해 노물리, 노심 열수력 및 안전해석을 수행하였는데, 그 결과 각 분야별 주요 안전인자들이 핵연료 설계기준을 만족하는지 확인하였다. 특히 열수력 및 안전해석 결과의 경우는 기존 원통형 핵연료 100% 출력노심 보다 더 안전여유도가 커짐을 알 수 있었다. 이와 함께 기존 핵연료와 달리 이중냉각 핵연료에서만 나타날 수 있는 열수력관련 핵심 기술현안에 대해 해결방안 제시 및 그에 대한 결과 평가가 이루어졌다. 한편 상기의 업무를 수행하기 위해 필요한 분야별 설계코드들도 이중냉각 핵연료를 수용할 수 있도록 구축되었다.

Abstract ▼

Design of Dual-Cooled Annular Fuel Array
○ An optimum array configuration completely compatible with OPR-1000
○ Annular Fuel Rod/Guide Tube Dimensions
Feasibility Assessment of 120% Core Power with Dual-Cooled Annular Fuels
○ Fuel Loading Pattern and Core Physics
○ Core Thermal-Hydrau

Design of Dual-Cooled Annular Fuel Array
○ An optimum array configuration completely compatible with OPR-1000
○ Annular Fuel Rod/Guide Tube Dimensions
Feasibility Assessment of 120% Core Power with Dual-Cooled Annular Fuels
○ Fuel Loading Pattern and Core Physics
○ Core Thermal-Hydraulics Analysis
○ Reactor Safety Analyses
○ Technical Issues and Resolutions
Economy of OPR-1000 20% Power Uprate
○ Evaluation of Power Uprate Impact on NSSS and BOP
○ Estimation of Expense for Replacements of Hardwares
○ Overall Economical Profit from 20% Power Uprate
Establishment of Analysis Code Package System
○ Nuclear Physics code: 2-D transport lattice code validation
○ Thermal-Hydraulics code: Dual-cooled fuel module development
○ Safety Analysis code : Dual-cooled fuel core nodalization

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 9
• CONTENTS ... 12
• 목차 ... 14
• 제1장 연구개발 과제의 개요 ... 24
• 제2장 국내,외 기술개발 현황 ... 26
• 제3장 연구개발 수행내용 및 결과 ... 29
• 제1절 OPR-1000 이중냉각 환형핵연료 설계 ... 29
• 제2절 노심 열수력 설계 ... 52
• 제3절 안전해석 ... 109
• 제4절 핵설계 ... 182
• 제5절 출력증강 영향 경제성 평가 ... 237
• 제6절 결론 ... 246
• 부록 A 이중냉각 환형핵연료 노심해석 코드 구축 ... 248
• 부록 B. 18x18 원통형 봉다발격자 열수력 성능 평가 ... 269
• 부록 C 환형핵연료 120% 출력노심 핵설계 연계자료 ... 276
• 부록 D LOFA 및 MSLB 분석에서 간극열전도도의 영향 ... 318
• 부록 E 소결체-피복관 간극열전도도 측정 실험 ... 323
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 337
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 339
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 340
• 제7장 참고문헌 ... 341
• 끝페이지 ... 345