| 학회 |
한국재료학회 |
| 학술대회 |
2009년 가을 (11/05 ~ 11/06, 포항공과대학교) |
| 권호 |
15권 2호 |
| 발표분야 |
C. Energy and the Environment(에너지 및 환경재료) |
| 제목 |
핵연료 구조부품의 조사후 특성 시험기술 개발 |
| 초록 |
일반적으로 핵연료 집합체는 상단고정체, 하단고정체, 안내관, 계측관, 지지격자 및 연료봉으로 구성된다. 핵연료 집합체가 가져야 할 고유의 기능을 만족하기 위하여 각 부품들은 중요한 기능을 담당하고 있으며, 전 수명 기간 동안 각각의 주요 기능을 유지하여야 한다. 따라서 핵연료 집합체의 설계 해석 및 수명 말에서의 건전성을 평가하기 위해서는 각 구조부품들의 사용 중 조건을 모사할 수 있는 다양한 조사후 특성 시험기술을 개발하고, 이들을 통합하여 핵연료 집합체의 건전성 평가를 위한 조사성능 검사 시스템을 구축하여야 한다. 현재 상용 원자력발전소에서 사용 중 이거나 신규 개발 중인 핵연료 집합체 구조부품의 조사후 건전성 평가를 위한 기계적․구조적 특성 자료를 취득하기 위하여 본 연구에서는 다음과 같이 다양한 구조부품에 대하여 조사후 특성 시험기술을 개발하였다. 핵연료 구조부품 중 지지격자의 스프링은 연료봉을 지지하고, 연료봉 및 안내관의 간격을 유지하는 기능을 가지며, 이는 중성자 조사에 의하여 강성의 변화를 나타내게 된다. 이에 지지격자를 구성하는 각 셀에 대한 스프링 특성시험을 위하여 상부, 하부그립 및 하중부하용 환봉으로 구성된 시험장치를 설계 제작하였다. 또한 핵연료 집합체의 조립 및 운송 중 발생할 수 있는 횡방향 하중에 의한 지지격자의 좌굴특성을 검토하기 위하여 정적 좌굴시험 장치를 개발하였다. 이 장치는 지지격자를 고정하기 위한 하부 그립 그리고 지지격자에 균일한 압축하중을 가하기 위한 구형 베어링(spherical load bearing)과 지지격자의 폭방향 변형을 위한 LM 가이드(LM guide)를 장착한 상부그립으로 구성된다. 상단고정체의 누름스프링은 운전 중 핵연료 집합체가 냉각재의 부양력에 의하여 들리지 않도록 핵연료 집합체에 누름력 제공하는 기능을 가지며, 이에 대한 조사특성 자료를 확보하기 위하여 상단고정체를 고정하는 하부 그립 그리고 균일한 압축하중을 부하하기 위한 구형 베어링이 장착된 상부 그립으로 구성된 시험장치를 설계 제작하였다. 이와 함께 지지격자에 대하여 지진 및 냉각재 상실사고 시 발생할 수 있는 횡방향 충격하중에 의한 동적 좌굴특성시험 그리고 각 부품들의 조립을 위한 용접 및 연결부에 대한 조사후 특성시험 기술을 개발 중이다. 이상과 같이 개발된 각 부품들에 대한 조사후 특성 시험기술은 고방사선을 띄는 재료를 취급할 수 있는 한국원자력연구원 조사재시험시설 핫셀 내에서의 사용될 예정이므로 핫셀 내에서의 사용조건 및 조사 구조부품을 취급하는 원격조종기(manipulator)에 의한 원격조작의 용이성 등을 고려하여 개발된다. 향후 핵연료 집합체를 구성하는 구조부품에 대한 시험기술을 통합하여 기존 핵연료 집합체의 조사후 건전성 평가 및 성능개선과 신규 핵연료 개발을 위한 조사성능 검사시스템을 구축할 계획이다. |
| 저자 |
김도식, 유병옥, 백승제, 김기하, 주용선, 안상복, 전용범
|
| 소속 |
한국원자력(연) |
| 키워드 |
핵연료 구조부품; 조사후 특성시험; 지지격자; 상단고정체; 스프링시험; 정적 좌굴시험
|
| E-Mail |
|
