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저자정보
서상규 (KAIST) 이성욱 (KAIST) 이은호 (KAIST) 양동열 (KAIST) 김효찬 (한국원자력연구원) 양용식 (한국원자력연구원)
저널정보
대한기계학회 대한기계학회 논문집 A권 대한기계학회논문집 A권 제40권 제5호
발행연도
2016.5
수록면
437 - 447 (11page)

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원자력 발전소의 반응로에 핵연료 봉으로 이루어진 집합체가 있으며 핵 연료의 연소를 통한 열을 이용하여 발전을 한다. 핵연료 봉은 핵연료와 그를 감싸는 피복관으로 이루어졌으며 연소되는 동안 서로의 상호작용에 대한 해석은 안전성을 평가함에 있어 중요한 사실이다. 본 논문에서는 핵연료와 피복관의 연소 상태에서 기계적 상호작용에 대한 해석 방법에 대하여 제시한다. 온도 해석에 있어서 핵연료와 간극 사이에서의 열전도도가 중요하며 간극 거리와 접촉여부에 따른 접촉 압력이 또한 중요 요소이다. 이에 간극 열전도도는 비결정론적이기 때문에 이를 해결할 수 있는 방법에 대하여 제시했다. 핵 연료의 열팽창에 따른 피복관과의 접촉을 해결하기 위한 계산을 수행하였고 그에 따라 접촉 시 발생하는 응력이 항복함수를 넘어 소성 변형이 일어날 경우 또한 고려하였다. 핵연료의 열팽창에 따라 피복관과 접촉에 의한 소성 변형을 해석하므로 핵연료 봉의 안정성을 평가할 수 있다. 이를 적용하기 위해 3차원 유한요소 모듈을 FORTRAN90을 이용하여 개발하였다. 핵연료와 피복관의 접촉에 의한 탄소성 변형을 주로 다루며 두꺼운 실린더를 통한 간단한 이론 모델을 제시하여 코드에 대해 검증을 실시하였다.
#Nuclear Fuel Rod(핵연료 봉) #Pellet to Cladding Mechanical Interaction(핵연료-피복관 기계적 상호작용) #Finite Element Analysis(유한요소해석) #Thermo-Mechanical Analysis(열-구조 연계 해석) #Gap Conductance(간극 열전도도) #Contact(접촉), Elasto Plastic Deformation(탄 소성 변형)

목차

초록
Abstract
1. 서론
2. 연료 봉의 열 해석
3. 핵 연료와 피복관의 접촉 해석
4. 핵연료 봉의 소성 변형
5. PCMI 해석 결과 및 논의
6. 결론
참고문헌

참고문헌 (14)

참고문헌 신청
Struzik, C., Moyne, M. and Piron, J.P., 1997, High Burn-up Modelling of UO2 and MOX Fuel with METEOR / TRANSURANUS version 1.5, ANS International Topical Meeting on Light Water Reactor Fuel. google schola Brochard, J., Bentejac, F. and Hourdequin, N., 1997. Non-linear Finite Element Studies of the Pellet Cladding Mechanical Interface in PWR Fuel. In: Transactions of the 14th SMIRT, Lyon, France (TOUTATIS an Application of the CAST3M Finite Element Code for PCI Three Dimensional Modelling). google schola Thouvenin, G., Ricaud, J. M. and Michel, B., 2006. ALCYONE: the PLEIADES Fuel Performance Code Dedicated to Multidimensional PWR Studies. In: International Meeting on LWR Fuel Performance, Spain. google schola Hikimet, S. A. and Ortego, P., 2005, "A Review of Nuclear Fuel Performance Codes," Progress in Nuclear Energy, Vol. 46, No. 2, pp. 127~141. google schola Suzuki, M., 2000, Light Water Reactor Fuel Analaysis Code FEMAXI-V, JAERI-DATA/Code 2000-030. google schola

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