초록 ▼

-S-CO₂ 사이클은 차세대 원자로를 개발하는 과정에서 미래형 발전기술로 주목받기 시작하였으며 특히 기존의 증기 사이클에 비해서 터보머신의 크기가 매우 작으면서도, 비교적 낮은 터빈 입구 온도 하에서도 높은 효율을 달성할 수 있기 때문에, 국내뿐만 아니라 국제적으로 많은 연구가 진행되어 왔음. 또한 과거 SFR 원자로의 가장 큰 이슈로 여겨지고 있는 격렬한 Na-물 반응을 비교적 안전한 Na-CO₂ 반응으로 대체하여 안전성을 크게 증진할 수 있음.
-S-CO₂ 사이클 기술은 아직 검증단계에 머물고 있으며 각 컴포넌트들의 요소기

-S-CO₂ 사이클은 차세대 원자로를 개발하는 과정에서 미래형 발전기술로 주목받기 시작하였으며 특히 기존의 증기 사이클에 비해서 터보머신의 크기가 매우 작으면서도, 비교적 낮은 터빈 입구 온도 하에서도 높은 효율을 달성할 수 있기 때문에, 국내뿐만 아니라 국제적으로 많은 연구가 진행되어 왔음. 또한 과거 SFR 원자로의 가장 큰 이슈로 여겨지고 있는 격렬한 Na-물 반응을 비교적 안전한 Na-CO₂ 반응으로 대체하여 안전성을 크게 증진할 수 있음.
-S-CO₂ 사이클 기술은 아직 검증단계에 머물고 있으며 각 컴포넌트들의 요소기술 개발이 필요. 또한 Na-CO₂ 반응에 대한 충분한 이해를 바탕으로 한 중간열교환 루프 또는 모듈에 대한 설계 기본 요건도 명확하지 않음. 따라서 본 연구에서는 소형 SFR에 적합한 최고효율과 최소공간을 달성하며 운전성능도 뛰어난 S-CO₂ 사이클 레이아웃을 구성하고 개념을 검토, 레이아웃에 적합한 터보머신 개념설계 및 설계 도구 개발을 위한 기초실험을 수행할 것이며 KAERI에 현재 구축되고 있는 종합실증설비를 최대한 활용할 계획.
-사이클에 활용되는 S-CO₂ 열교환기 개념설계를 수행하며 필요시 기초 성능 실험 수행. 본 과제를 통해서 제안하는 모듈형 중간 열교환기의 해석 및 S-CO₂ 사이클의 천이해석이 가능한 플랫폼 구축.
(출처:요약서 3p)

Abstract ▼

IV. Results of the Research and Development
In this research, S-CO₂ cycle for small SFR application was designed and the system modularization was investigated and the overall size can be effectively reduced compared to the steam Rankine cycle. In addition, the passive decay heat removal S-CO₂ sy

IV. Results of the Research and Development
In this research, S-CO₂ cycle for small SFR application was designed and the system modularization was investigated and the overall size can be effectively reduced compared to the steam Rankine cycle. In addition, the passive decay heat removal S-CO₂ system performance was analyzed.
To adopt S-CO₂ cycle for SFR application, Na-CO₂ reaction must be assessed. The safety related to Na-CO₂ ignition reaction was investigated experimentally. To remove the reactant of Na-CO₂ reaction effectively, the cleansing agent was investigated and several candidates were suggested. In addition, CO₂ leakage flow was measured and validated with the in-house code to predict the CO₂ critical speed.
S-CO₂ turbomachinery design technology was developed through S-CO₂ integral experiment loop in KAERI. In addition, the turbomachinery design and performance analysis code was validated with the experiment data. The transient analysis code was modified to simulate S-CO₂ pressurizing experiment in KAIST. PCHE has been widely used in S-CO₂ cycle study. The PCHE performance analysis and comparison with the shell and tube heat exchanger was studied. The alternative heat exchanger was also investigated. However, the possible candidate was not found.
(출처:SUMMARY 9~10p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요 약 문 ... 4
• SUMMARY ... 8
• CONTENTS ... 11
• 목차 ... 12
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 13
• 제 1 절 연구개발의 필요성 ... 13
• 제 2 절 연구개발 범위 및 목표 ... 15
• 제 2 장 국내·외 기술개발 현황 ... 16
• 제 1 절 국외 기술 개발 현황 ... 16
• 제 2 절 국내 기술 개발 현황 ... 31
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 41
• 제 1 절 SFR 적용 차세대 발전시스템 검토 ... 41
• 제 2 절 S-CO₂ 발전 사이클 개념 설계 ... 46
• 제 3 절 중간열교환 모듈 안전성 평가 ... 82
• 제 4 절 S-CO₂ 터보머신 실험 및 성능 예측 ... 102
• 제 5 절 S-CO₂ 발전시스템 천이해석 코드 개발 ... 117
• 제 6 절 S-CO₂ 열교환기 검토 및 성능 평가 ... 135
• 제 4 장 목표 달성도 및 관련분야에서의 기여도 ... 159
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 160
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 162
• 제 7 장 참고문헌 ... 163
• 끝페이지 ... 165