초록 ▼

Halden 연구로 연소시험을 67GWD/MTU의 고연소도까지 성공적으로 완료하여 HANA 피복관의 우수한 노내성능을 검증하였다. HANA 피복관은 Zircaloy-4 대비 부식저항성은 40% 이상 우수하고, 크립저항성은 50%이상 향상된 것으로 확인되었다. HANA 피복관 상용로 시범연료봉 시험이 2주기 연소를 성공적으로 완료하여 ZIRLO 대비 40% 이상 우수한 부식저항성을 나타냄으로써 국내상용로 조건에서 HANA 피복관 노내성능의 우수성이 검증되었다.
차세대 피복관 후보합금에 대한 장기 노외성능 평가를 수행하여 최종 유

Halden 연구로 연소시험을 67GWD/MTU의 고연소도까지 성공적으로 완료하여 HANA 피복관의 우수한 노내성능을 검증하였다. HANA 피복관은 Zircaloy-4 대비 부식저항성은 40% 이상 우수하고, 크립저항성은 50%이상 향상된 것으로 확인되었다. HANA 피복관 상용로 시범연료봉 시험이 2주기 연소를 성공적으로 완료하여 ZIRLO 대비 40% 이상 우수한 부식저항성을 나타냄으로써 국내상용로 조건에서 HANA 피복관 노내성능의 우수성이 검증되었다.
차세대 피복관 후보합금에 대한 장기 노외성능 평가를 수행하여 최종 유력후보 선정에 요구되는 신뢰도 높은 평가결과를 확보하였다. 선정된 3종의 최종 유력후보 합금의 부식 저항성은 외국 선진 피복관 보다 50%이상 우수하며, 사고안전성도 20% 이상 우수하여 당초 설정된 목표를 초과 달성하였다.
이중냉각 핵연료, 내/외측 피복관의 최적 제조공정 설정을 위하여 냉간가공 및 열처리를 변화시킨 18종의 공정을 적용하여 모사시편을 제조하였다. 내/외측 피복관 모사시편에 대한 다양한 성능 시험 및 노외성능 평과 결과를 바탕으로 상용 피복관 보다 우수하고 내/외측 성능을 독립적으로 제어할 수 있는 이중 냉각 피복관의 최적 제조공정을 도출하였다.

(출처 : 서지정보양식 767p)

Abstract ▼

The superior in-pile performance of the HANA claddings have been verified by the successful irradiation test and in the Halden research reactor up to the high burn-up of 67GWD/MTU. The in-pile corrosion and creep resistances of HANA claddings were improved by 40% and 50%, respectively, over Zircaloy

The superior in-pile performance of the HANA claddings have been verified by the successful irradiation test and in the Halden research reactor up to the high burn-up of 67GWD/MTU. The in-pile corrosion and creep resistances of HANA claddings were improved by 40% and 50%, respectively, over Zircaloy-4. HANA claddings have been also irradiated in the commercial reactor up to 2 reactor cycles, showing the corrosion resistance 40% better than that of ZIRLO in the same fuel assembly.
Long-term out-of-pile performance tests for the candidates of the next generation cladding materials have produced the highly reliable test results. The final candidate alloys were selected and they showed the corrosion resistance 50% better than the foreign advanced claddings, which is beyond the original target. The LOCA-related properties were also improved by 20% over the foreign advanced claddings.
In order to establish the optimal manufacturing process for the inner and outer claddings of the dual-cooled fuel, 18 different kinds of specimens were fabricated with various cold working and annealing conditions. Based on the performance tests and various out-of-pile test results obtained from the specimens, the optimal manufacturing process was established for the inner and outer cladding tubes of the dual-cooled fuel.

(출처 : BlBLIOGRAPHIC INFORMATION SHEET 768p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 3
• 보고서 요약서 ... 4
• 요약문 ... 5
• SUMMARY ... 9
• Contents ... 14
• 목차 ... 20
• 표목차 ... 25
• 그림목차 ... 27
• 제1장 연구개발과제의 개요 ... 41
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 43
• 제1절 미국의 기술개발 현황 ... 43
• 제2절 EU의 기술개발 현황 ... 46
• 제3절 일본의 기술개발 현황 ... 52
• 제4절 중국의 기술개발 현황 ... 60
• 제5절 국내 기술개발 현황 ... 63
• 제3장 연구개발 수행 내용 및 결과 ... 66
• 제1절 HANA 피복관 Halden 연구로 노내성능 검증 ... 66
• 1. 개요 ... 66
• 2. 시험방법 ... 70
• 3. HANA 피복관 부식특성 ... 73
• 4. HANA 피복관 크립특성 ... 80
• 5. HANA 피복관 길이변화 ... 88
• 6. 수소화물 및 결함검사 ... 90
• 7. Coupon 합금의 부식특성 ... 93
• 8. PIE ... 95
• 9. Halden 시험결과 상용로 대비 비교평가 ... 103
• 10. 향후 시험 방안 ... 112
• 11. 요약 ... 113
• 제2절 HANA 피복관 조사후시험 및 노내성능 평가 ... 114
• 1. 서론 ... 114
• 2. Halden 연소 피복관 산화막 특성 평가 ... 120
• 3. Halden 연소 피복관 수소흡수성 평가 ... 129
• 4. 강도 및 연성에 미치는 중성자 조사 효과 ... 132
• 5. 중성자 조사에 의한 미세조직 변화 분석시험 ... 137
• 6. Halden연소 피복관 기계적 건전성 시험 ... 141
• 7. Halden연소 피복관 취화특성 평가 ... 143
• 8. 연구로 및 상용로노내성능 평가결과 비교분석 ... 145
• 9. HANA 피복관 Power Ramp 특성 예비평가 ... 149
• 10. 요약 ... 153
• 제3절 차세대 피복관 재료 개발 ... 154
• 1. 개요 ... 154
• 2. 특허맵 작성 ... 155
• 3. 특허분석 및 특허동향 분석 ... 158
• 4. 모델합금 설계 (1차, 2차, 3차) ... 159
• 5. 모델합금 제조 ... 163
• 6. 미세조직 평가 ... 165
• 7. 노외부식특성 평가 ... 169
• 8. 기계적 강도 평가 ... 178
• 9. 크립특성 평가 ... 181
• 10. 노내부식특성 평가 ... 184
• 11. 고온산화 특성 평가 ... 186
• 12. 튜브제조 방안 ... 189
• 13. 요약 ... 191
• 제4절 차세대 피복관 후보합금 최종 성능 평가 ... 192
• 1. 서론 ... 192
• 2. 차세대 피복관 후보합금 노외 부식저항성 평가 ... 193
• 3. 차세대 피복관 후보합금 크리프 저항성 평가 ... 198
• 4. 차세대 피복관 후보합금 고온산화 저항성 평가 ... 205
• 5. 차세대 피복관 후보합금 성능 종합평가 ... 209
• 6. 차세대 피복관 합금 최종 유력후보 선정 ... 212
• 7. 요약 ... 214
• 제5절 차세대 피복관 제조 및 노내성능 평가방안 ... 216
• 1. 서론 ... 216
• 2. 제조성에 미치는 합금원소의 영향 평가 ... 219
• 3. 중간열처리, 최종열처리, 냉간가공도의 영향 평가 ... 233
• 4. 차세대 피복관 TREX 및 튜브 제조공정 수립 ... 250
• 5. 고성능 확보를 위한 TREX 및 튜브 제조방안 도출 ... 258
• 6. 연구로 노내성능 평가 방안 도출 ... 263
• 7. 상용로시범연료봉 시험 방안 도출 ... 265
• 8. 상용로 시범집합체 시험 방안 도출 ... 267
• 9. 조사후 시험 방안 도출 ... 268
• 10. 요약 ... 270
• 제6절 이중냉각 피복관 제조요건 도출 ... 271
• 1. 개요 ... 271
• 2. 이중냉각 피복관 성능 요건 ... 272
• 3. 이중냉각 피복관 제조공정 설정 예비연구 ... 282
• 4. 요약 ... 286
• 제7절 이중냉각 피복관 제조기술 개발 ... 287
• 1. 서론 ... 287
• 2. 이중냉각 피복관 제조요건 확립을 위한 공정변수 설정 ... 289
• 3. 이중냉각 내/외측 피복관 모사시편 제조 ... 295
• 4. 이중냉각 피복관 모사시편 기계적 특성 평가 ... 301
• 5. 이중냉각 피복관 모사시편 부식 특성 평가 ... 313
• 6. 제조성 향상을 위한 열처리 및 가공량 평가 ... 318
• 7. 치수안정성 확보를 위한 집합조직 특성 평가 ... 322
• 8. 부식저항성 향상을 위한 미세조직 특성 평가 ... 343
• 9. 내/외측 피복관 구조건전성 확보를 위한 제조공정 도출 ... 345
• 10. 요약 ... 356
• 제8절 고연소도 모사 피복관 LOCA 사고안전성 평가 ... 357
• 1. 서론 ... 357
• 2. 고연소도 모사 피복관 고온변형 특성 시험 ... 358
• 3. 고연소도 모사 피복관 열충격 특성 시험 ... 378
• 4. 고연소도 모사 피복관 고온산화 특성 시험 ... 389
• 5. 고연소도 모사 피복관 사고안전성 종합평가 ... 392
• 6. 요약 ... 401
• 제9절 고연소도 모사 피복관 PCI 저항성 평가 ... 402
• 1. 서론 ... 402
• 2. PCMI 특성 평가기술 개발 ... 403
• 3. HANA 피복관 ISCC 특성 평가 ... 443
• 4. 고연소도 모사를 위한 수소화물 특성평가 ... 451
• 5. HANA 피복관 PCI 저항성 평가 ... 461
• 6. 요약 ... 473
• 제10절 HANA 피복관 특성시험 ... 474
• 1. 개요 ... 474
• 2. HANA 피복관 기본 특성자료 ... 476
• 3. HANA 피복관 열적 특성 평가 ... 482
• 4. HANA 피복관 안전성 자료 추가 생산 ... 494
• 5. HANA 피복관 고온산화 특성 ... 499
• 6. 크립거동 ... 505
• 7. HANA 피복관의 LOCA 모사 열충격 시험 ... 509
• 8. Breakaway oxidation 발생 시 산화막 미세구조 ... 524
• 9. HANA 피복관 ISCC 특성 평가 ... 531
• 10. 요약 ... 538
• 제11절 HANA 소재 지지격자 적용성 연구 ... 539
• 1. 개요 ... 539
• 2. 상용급 지지격자 성능평가 ... 541
• 3. 최종열처리 효과 ... 565
• 4. 중간열처리 효과 ... 578
• 5. 재결정거동 연구 ... 584
• 6. 신 제조공정 개발 ... 588
• 7. HANA 지지격자 최적 제조공정 ... 596
• 8. 요약 ... 604
• 제12절 HANA 신합금 상용화 적용 전략 개발 ... 605
• 1. 개요 ... 605
• 2. 신합금 개발 및 상용화 사례 ... 606
• 3. HANA 피복관 상용화 전략 ... 609
• 4. 요약 ... 625
• 제4장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 626
• 제1절 최종목표 ... 626
• 제2절 당해단계 목표 및 달성도 ... 626
• 제5장 연구개발결과의 활용계획 ... 632
• 제1절 피복관 상용화 ... 632
• 제2절 타연구에의 응용 ... 632
• 제3절 기업화 추진방안 ... 633
• 제6장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 634
• 제7장 연구시설·장비 현황 ... 635
• 제8장 참고문헌 ... 636
• 부록 ... 643
• 1. 연구성과 ... 643
• 2. Halden 연구로 연소시험 보고서 ... 657
• 1. OBJECTIVES ... 661
• 2. TEST MATERIALS AND ASSEMBLY ... 661
• 2.1. Test materials ... 661
• 2.2. Test assembly ... 662
• 3. IRRADIATION HISTORY AND TEST MATRICES ... 662
• 4. SUMMARY OF POST IRRADIATION EXAMINATIONS ... 663
• 4.1. Fuel rods ... 663
• 4.2. Coupons ... 664
• 5. IRRADIATION CONDITIONS ... 664
• 5.1. Power history ... 664
• 5.2. Thermal hydraulics and water chemistry history ... 665
• 6. RESULTS FROM INTERIM INSPECTIONS ... 666
• 6.1. Scope of measurements ... 666
• 6.2. Fuel rods ... 666
• 6.2.1. Visual inspection ... 666
• 6.2.2. Oxide thickness measurements ... 666
• 6.2.3. Diameter and axial length measurements ... 667
• 6.2.4. Hydrides and defects (Eddy-current measurements) ... 667
• 6.3. Coupons ... 667
• 7. RESULTS FROM POST IRRADIATION EXAMINATIONS ... 668
• 7.1. Rods discharged after 460 FPD ... 668
• 7.2. Rods discharged after 536 FPD ... 668
• 7.3. Rods discharged after 1148 FPD ... 669
• 7.3.1. Oxide thickness measurements ... 669
• 7.3.2. Hydrogen analysis and hydride distribution ... 670
• 7.3.3. Tensile testing of cladding samples ... 670
• 8. DISCUSSION ... 671
• 8.1. Crud formation on test fuel rods ... 671
• 8.2. ECT oxide thickness measurements ... 673
• 8.3. Cladding hydrogen pick-up ... 673
• 8.4. Rod diameter ... 674
• 9. SUMMARY ... 674
• 10. REFERENCES ... 674
• Tables 1-7 ... 676
• Figures 1-57 ... 686
• 서지정보양식 ... 767
• BIBLIOGRAPHIC INFORMATION SHEET ... 768
• 끝페이지 ... 769